特許 6754703 走行車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6754703

(24)【登録日】2020年8月26日

(45)【発行日】2020年9月16日

(54)【発明の名称】走行車両

(51)【国際特許分類】

   F02D 29/02 20060101AFI20200907BHJP

   F02D 41/04 20060101ALI20200907BHJP

【ＦＩ】

   F02D29/02 311F

   F02D41/04

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-13404(P2017-13404)

(22)【出願日】2017年1月27日

(65)【公開番号】特開2018-119526(P2018-119526A)

(43)【公開日】2018年8月2日

【審査請求日】2019年6月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】本條 仙泰

【審査官】 三宅 龍平

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−０４４８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１４４７９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ １／００ − ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体を走行駆動し、第一気筒と第二気筒とを有するエンジンと、
人為操作式のアクセル操作具と、
車速が設定車速未満であるときは、前記アクセル操作具の操作量に応じた出力となるように、前記エンジンの出力を制御する通常処理を実行し、車速が設定車速以上であるときは、前記アクセル操作具の操作量にかかわらず、車速が設定車速未満になるように、前記エンジンの出力を抑制する出力抑制処理を実行する走行制御部とを備え、
前記走行制御部は、前記出力抑制処理を実行する場合には、前記第一気筒に対する燃料噴射量が零になるように第一インジェクタを制御すると共に、前記第二気筒に対する燃料噴射量が前記アクセル操作具の操作量に応じたものになるように第二インジェクタを制御する一方側燃料遮断状態と、前記第二気筒に対する燃料噴射量が零になるように前記第二インジェクタを制御すると共に、前記第一気筒に対する燃料噴射量が前記アクセル操作具の操作量に応じたものになるように前記第一インジェクタを制御する他方側燃料遮断状態とを交互に繰り返して、前記通常処理を実行する場合に比べて、燃料の割合が少ない空燃比に変更設定する走行車両。

【請求項2】

前記走行制御部は、車速が前記設定車速未満であっても、前記エンジンの出力回転速度が設定上限回転速度以上であれば、前記出力抑制処理を実行する請求項１に記載の走行車両。

【請求項3】

前記走行制御部は、
前記アクセル操作具の操作量に対応する空燃比に調整するために制御用のマップデータが備えられ、且つ、前記出力抑制処理を実行する場合には、前記通常処理を実行する場合に比べて、燃料の割合が少ない空燃比となるマップデータが設定されている請求項１又は２に記載の走行車両。

【請求項4】

前記走行制御部は、前記出力抑制処理において、前記エンジンへの燃料供給量を減らす燃料カット運転を行う請求項１から３のいずれか１項に記載の走行車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンの動力により走行するように構成されている走行車両に関する。

【背景技術】

【0002】

従来では、車速が設定車速を越えると、車速が設定車速未満になるように、エンジンにおける複数の気筒のうちのいずれかの気筒への燃料供給量を停止させる燃料カット運転を行うようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照）。そして、上記したような燃料カット運転を行う場合であっても、エンジンに対する燃料供給量は、通常運転の場合と同様に、吸気圧の検出情報等に基づいて設定された値になっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平４−５０４４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記したような燃料カット運転を行う場合には、エンジンが回転して各気筒にてピストンが往復運動を行っているにもかかわらず、気筒に燃料が供給されなかったり、燃料が供給されても点火処理が行われない状態となり、燃焼が不安定になる。そうすると、エンジンに対する燃料供給経路中に備えられる吸気バルブの内部や気筒における燃焼室の内部に燃料が未燃状態のまま滞留してしまうことがある。

【0005】

このような滞留している未燃状態の燃料が未燃状態のまま下流の排気通過経路に流されると、排気通過経路内の高温の箇所に接触することで燃料が燃焼する場合がある。その結果、排気通過経路内の部材、例えば、排ガス処理用の触媒やマフラー等が許容温度を越えて損傷するおそれが大となる等の不利な面があった。

【0006】

そこで、エンジンに対する燃料供給経路やエンジンの燃焼室の内部等に未燃状態で残る燃料の量を減らすことが望まれていた。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る走行車両の特徴構成は、車体を走行駆動し、第一気筒と第二気筒とを有するエンジンと、
人為操作式のアクセル操作具と、
車速が設定車速未満であるときは、前記アクセル操作具の操作量に応じた出力となるように、前記エンジンの出力を制御する通常処理を実行し、車速が設定車速以上であるときは、前記アクセル操作具の操作量にかかわらず、車速が設定車速未満になるように、前記エンジンの出力を抑制する出力抑制処理を実行する走行制御部とを備え、
前記走行制御部は、前記出力抑制処理を実行する場合には、前記第一気筒に対する燃料噴射量が零になるように第一インジェクタを制御すると共に、前記第二気筒に対する燃料噴射量が前記アクセル操作具の操作量に応じたものになるように第二インジェクタを制御する一方側燃料遮断状態と、前記第二気筒に対する燃料噴射量が零になるように前記第二インジェクタを制御すると共に、前記第一気筒に対する燃料噴射量が前記アクセル操作具の操作量に応じたものになるように前記第一インジェクタを制御する他方側燃料遮断状態とを交互に繰り返して、前記通常処理を実行する場合に比べて、燃料の割合が少ない空燃比に変更設定する点にある。

【0008】

本発明によれば、車速が設定車速未満であれば、エンジンの出力がアクセル操作具の操作量に応じた出力となるように制御される。車速が設定車速以上となると、アクセル操作具の操作量にかかわらず、車速が設定車速未満になるようにエンジンの出力が抑制される。そして、このような出力抑制処理を実行する場合、走行制御部は、空燃比を通常処理を実行する場合に比べて燃料の割合が少ない状態に変更設定する。

【0009】

出力抑制処理を実行しているときに、エンジンに対する燃料供給経路やエンジンの燃焼室の内部等に未燃状態で残る燃料の量を減らすことが可能となる。その結果、未燃状態で残る燃料が燃焼して排気通過経路内の部材が損傷することを回避し易いものとなる。

【0010】

本発明においては、前記走行制御部は、車速が前記設定車速未満であっても、前記エンジンの出力回転速度が設定上限回転速度以上であれば、前記出力抑制処理を実行すると好適である。

【0011】

車速が設定車速未満であっても、例えば、エンジンの動力を変速装置を介して走行装置に伝達する構成において、変速装置を低速変速状態から高速変速状態に切り換える場合等において、エンジンの出力回転速度が設定上限回転速度を越えてしまうおそれがある。

【0012】

そこで、本構成では、車速が設定車速未満であっても、エンジンの出力回転速度が設定上限回転速度以上であれば出力抑制処理を実行する。その結果、エンジンの出力回転速度が設定上限回転速度未満に抑制されることになり、車速が設定車速未満であるときに、変速状態が切り換えられて不測にエンジンの出力回転速度が設定上限回転速度を越えることを回避し易いものとなる。

【0013】

本発明においては、前記走行制御部は、前記アクセル操作具の操作量に対応する前記空燃比に調整するために制御用のマップデータを備え、且つ、前記出力抑制処理を実行する場合には、前記通常処理を実行する場合に比べて、燃料の割合が少ない空燃比となるマップデータを備えていると好適である。

【0014】

本構成によれば、走行制御部は、アクセル操作具の操作量と、予め設定されている制御用のマップデータとに基づいて空燃比を設定する。そして、出力抑制処理を実行する場合と通常処理を実行する場合とで異なるマップデータを備えており、出力抑制処理に対応するマップデータを用いると、通常処理を実行する場合に比べて燃料の割合が少ない空燃比を設定することができる。

【0015】

このように予め設定されている複数種の制御用のマップデータを使い分けることにより、出力抑制処理を実行する場合と通常処理を実行する場合とで異なる空燃比を設定するようにしたから、例えば、マップデータとして１種類の通常処理用のマップデータを設定する構成では、出力抑制処理を実行する場合には、通常処理用のマップデータに対して単位時間毎に演算処理により求めて空燃比を設定する必要があるが、このような構成に比べて処理を迅速に行うことが可能である。

【0016】

本発明においては、前記走行制御部は、前記出力抑制処理において、前記エンジンへの燃料供給量を減らす燃料カット運転を行うと好適である。

【0017】

本構成によれば、燃料供給量を減らす燃料カット運転として、例えば、エンジンにおける複数の気筒のうちいずれかの気筒あるいは全て気筒に対して燃料供給を停止させる等の処理を行うことによって、エンジンの出力が、通常処理を実行する場合におけるアクセル操作具の操作量に対応する出力よりも少ない出力に抑制される。その結果、車速とエンジンの出力回転速度を設定未満に制限することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】多目的車両の全体側面図である。

【図2】多目的車両の伝動系統図である。

【図3】多目的車両の制御ブロック図である。

【図4】制御動作のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明に係る車両の一例である多目的車両の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示される多目的車両は、荷の運搬やレクリエーション等の多様な目的に使用可能な車両として構成されている。多目的車両には、複数の気筒Ａを有するエンジンＥと、エンジンＥの駆動力に基づいて駆動される走行装置Ｔを有する走行車体１と、が備えられている。走行装置Ｔとしては、駆動可能且つ操向操作可能な左右一対の前車輪２と、駆動可能な左右一対の後車輪３と、が備えられている。走行車体１の中央部には、操縦者が搭乗して運転操作を行う運転部４が備えられている。走行車体１の後部には、荷を積載可能、且つ、ダンプ操作可能な荷台５が備えられている。

【0020】

運転部４には、前車輪２の操向操作用のステアリングハンドル６、走行速度を変更するための人為操作可能なアクセル操作具７、変速操作用の変速レバー８、搭乗者が着座可能な運転座席９等が備えられている。アクセル操作具７は、足で踏み込み操作可能に構成され、足を離すと初期位置に復帰するように付勢されている。図３に示されるように、変速レバー８は、揺動操作により、前進一速位置Ｐ１、前進二速位置Ｐ２、中立位置Ｐ３、後進位置Ｐ４に切り換え可能に構成されている。

【0021】

図２に示すように、走行車体は、エンジンＥの出力を変速して前車輪２及び後車輪３に伝達する変速装置１０を備えている。変速装置１０は、変速レバー８の操作により、変速比の異なる複数の変速状態に切り換え可能となっている。具体的には、変速装置１０の変速状態は、前進一速状態、前進二速状態、中立状態、後進状態に切り換え可能となっている。前進一速状態、前進二速状態、後進状態は、それぞれ、互いに変速比が異なる。中立状態では、伝動が遮断され、走行車体は走行停止状態となる。

【0022】

変速装置１０から出力された動力は、後輪用差動機構１１を介して左右の後車輪３に伝達されるとともに、前輪用差動機構１２を介して左右の前車輪２に伝達される。変速装置１０が前進一速状態の場合は車体が低速で前進走行し、変速装置１０が前進二速状態の場合は車体が前進一速状態よりも高速で前進走行する。変速装置１０が中立状態の場合は車体は走行を停止する。変速装置１０が後進状態の場合は車体が後進走行する。

【0023】

図３に示されるように、エンジンＥには、複数の気筒すなわち、第一気筒Ａ１と第二気筒Ａ２とが備えられている。第一気筒Ａ１には、第一インジェクタ１３から霧状の燃料が噴射される。第二気筒Ａ２には、第二インジェクタ１４から霧状の燃料が噴射される。第一気筒Ａ１と第二気筒Ａ２とは交互に動くように構成されている。

【0024】

エンジンＥに対する燃焼用空気の吸気路に燃焼用空気の供給量を調整する吸気バルブ１５が備えられている。吸気バルブ１５はアクセル操作具７の操作に連動して操作される。又、吸気路内部の圧力を検出する吸気圧センサ１６、変速レバー８の操作位置を検出する変速位置センサ１７、車体の走行速度（車速）を検出する車速センサ１８、エンジンＥの実回転速度を検出するエンジン回転センサ１９等も備えられている。

【0025】

エンジンＥの第一気筒Ａ１及び第二気筒Ａ２に対する燃料噴射量を変更調整することによりエンジンＥの出力を制御する走行制御部としての制御装置２０が備えられている。制御装置２０は、マイクロコンピュータを備えて構成されている。

【0026】

図３に示されるように、制御装置２０は、マップ格納部２１、最高車速設定部２２、エンジン制御部２３を備えている。マップ格納部２１には、アクセル操作具７の操作量に対応する吸気圧と、その吸気圧に対応する目標とするエンジン回転速度との対応関係がマップデータとして予め設定して記憶されている。

【0027】

マップデータについて簡単に説明を加えると、マップデータは、吸気圧とエンジン回転速度とを対応付けて種々の制御情報がマップ状に設定されている。例えば、吸気圧とエンジン回転速度のうちの一方が縦軸上に表され、他方が横軸上に表される状態で、マップ上の複数の動作点に対応する空燃比のデータが予め関連つけて設定して記憶されている。又、空燃比のデータの他にも、マップ上の複数の動作点に対応する点火時期のデータが予め関連つけて設定して記憶されている。

【0028】

マップ格納部２１は、通常処理用のマップデータを有する第一マップＭ１と、出力抑制処理に適するように修正された空燃比のデータを有する空燃比修正専用の第二マップＭ２と、出力抑制処理に適するように修正された点火時期のデータを有する点火時期修正専用の第三マップＭ３と、を備えている。出力抑制処理については後述する。
第一マップＭ１は、燃費をできるだけ抑制しながら、アクセル操作具７の操作量に応じた出力となるように、エンジンＥの出力を制御する通常処理を実行するためのものであり、詳述はしないが、空燃比のデータと点火時期のデータも関連付けて設定される。すなわち、この第一マップＭ１では、通常処理を実行するための空燃比（例えば、理論空燃比）に対応するデータ群が設定されている。一方、第二マップＭ２は、燃料の割合が少ない空燃比となるデータ群が設定されている。又、第三マップＭ３は、通常処理用のデータに比べて点火時期を進角させる状態で点火時期に対応するデータ群が設定されている。

【0029】

エンジンＥにおける第一気筒Ａ１、第二気筒Ａ２に対する燃料噴射量は、これらのマップデータに基づいて、基本的には、エンジンＥの実際の出力回転速度がアクセル操作具７の操作量に対応する目標とするエンジン回転速度になるように、燃料噴射量等の動作条件が決定される。

【0030】

制御装置２０は、車速センサ１８にて検出される実車速Ｖｘが設定車速Ｖｓ未満であれば、吸気圧センサ１６の検出情報と、エンジン回転センサ１９の検出情報と、通常処理用のマップデータとに基づいて、エンジンＥ（第一気筒Ａ１及び第二気筒Ａ２）に対する燃料噴射量を制御する通常処理を実行する。

【0031】

制御装置２０は、車速センサ１８にて検出される実車速Ｖｘが設定車速Ｖｓ以上になると、アクセル操作具７の操作量にかかわらず、複数の気筒Ａのうちの一部の気筒Ａ（第一気筒Ａ１及び第二気筒Ａ２のうちのいずれかの気筒）に供給される燃料噴射量を零にする出力抑制処理を実行する。

【0032】

制御装置２０では、変速状態毎に異なる設定車速Ｖｓが設定される。具体的には、前進一速状態、前進二速状態、後進状態では夫々、異なる設定車速Ｖｓが設定される。すなわち、制御装置２０の最高車速設定部２２は、変速レバー８の操作位置の情報に基づいて、変速装置１０の変速状態が、前進一速状態、前進二速状態、後進状態のいずれであるかを判定し、変速状態に基づいて各変速状態に対応する設定車速Ｖｓを設定する。

【0033】

制御装置２０は、実車速Ｖｘが設定車速Ｖｓ以上になると出力抑制処理を実行するだけでなく、実車速Ｖｘが設定車速Ｖｓ未満であっても、エンジンＥの実際の回転速度Ｎｘ（実エンジン回転速度）が設定上限回転速度としての設定回転速度Ｎｓ以上になると、出力抑制処理を実行するように構成されている。設定回転速度Ｎｓは、エンジンＥの機械的な上限回転速度よりも設定量だけ低い値に設定されており、出力抑制処理を実行することにより、エンジンＥに過大な負荷がかかることを防止できるようになっている。

【0034】

さらに、実車速Ｖｘが設定車速Ｖｓ以上になる状態において、出力抑制処理を実行しているときに、所定時間毎に燃料噴射量を零にする気筒Ａを順繰りに切り換えるように構成されている。

【0035】

次に、図４のフローチャートに基づいて、制御装置２０の具体的な制御動作について説明する。制御装置２０は、このような処理を設定単位時間毎に繰り返し実行するように構成されている。

【0036】

先ず、変速位置センサ１７の検出情報に基づいて、変速装置１０の変速状態が、前進一速状態、前進二速状態、後進状態のいずれであるかを判定し（ステップ♯１）、そのときの変速状態に対応する設定車速Ｖｓを設定する（ステップ♯２）。

【0037】

車速センサ１８にて検出される実車速Ｖｘが、設定車速Ｖｓ未満であり、且つ、エンジン回転センサ１９にて検出される実エンジン回転速度Ｎｘが設定回転速度Ｎｓ未満であれば、マップ格納部２１に格納されている複数のマップデータのうち第一マップＭ１を用いてエンジンＥ（第一気筒Ａ１及び第二気筒Ａ２）に対する燃料噴射量を制御する通常処理を実行する（ステップ♯３，♯４，♯５，♯６）。すなわち、第一気筒Ａ１及び第二気筒Ａ２の夫々の燃料噴射量が、アクセル操作具７の操作量に応じたものになり、且つ、理論空燃比又はそれに近い空燃比となる状態で、第一インジェクタ１３及び第二インジェクタ１４を制御する。

【0038】

車速センサ１８にて検出される車体の実車速Ｖｘが設定車速Ｖｓ以上であれば、マップ格納部２１に格納されている複数のマップデータのうち第二マップＭ２を用いてエンジンＥ（第一気筒Ａ１及び第二気筒Ａ２）に対する燃料噴射量を制御するとともに、エンジンＥへの燃料供給量を減らす燃料カット運転を行うことにより、エンジンＥの出力を抑制する出力抑制処理を実行する（ステップ♯７，♯８）。

【0039】

出力抑制処理について説明する。
この出力抑制処理では、一方側燃料遮断状態と他方側燃料遮断状態とを所定時間毎に交互に繰り返す。一方側燃料遮断状態は、２つの気筒Ａのうち第一気筒Ａ１に対する燃料噴射量が零になるように第一インジェクタ１３を制御し、第二気筒Ａ２に対する燃料噴射量が、アクセル操作具７の操作量に応じたものになるように、第二インジェクタ１４を制御する状態である。

【0040】

他方側燃料遮断状態は、第二気筒Ａ２に対する燃料噴射量が零になるように第二インジェクタ１４を制御し、第一気筒Ａ１に対する燃料噴射量は、アクセル操作具７の操作量に応じたものになるように、第一インジェクタ１３を制御する状態である。

【0041】

このように、一部気筒燃料遮断処理においては、一部の気筒Ａに対してのみ燃料噴射量の抑制を行う（燃料噴射量を零にする）ものであり、しかも、その燃料噴射量の抑制を行う気筒Ａを交互に切り換える。このように構成することで、第一気筒Ａ１、及び、第二気筒Ａ２間の温度のバラつき、及び、負荷のバラつきを抑えることが可能となり、エンジンＥの耐久性を損なわないようにしながら、車体の車速の制限を行うことができる。

【0042】

出力抑制処理では、マップ格納部２１に格納されている複数のマップデータのうち第二マップＭ２を用いて、エンジンＥ（第一気筒Ａ１及び第二気筒Ａ２）に対する燃料噴射量を制御する。このように第二マップＭ２を用いて制御することで、通常処理において行われる制御に比べて、燃料の割合が少ない状態で第一インジェクタ１３及び第二インジェクタ１４を制御することになる。

【0043】

その結果、いずれかの気筒Ａに対する燃料噴射量が零になる状態が発生する出力抑制処理において、燃料供給経路や気筒Ａの内部に未燃状態で残る燃料をできるだけ少なくすることが可能となる。さらに、出力抑制処理では、第三マップＭ３を用いて、エンジンＥ（第一気筒Ａ１及び第二気筒Ａ２）に対する点火時期を通常処理のときに比べて進角させることにより、排気温度を低減させることができる。

【0044】

〔別実施形態〕
以下、別実施形態について説明する。

【0045】

（１）上記実施形態では、出力抑制処理を実行する場合、通常処理を実行する場合に比べて、燃料の割合が少ない空燃比となるマップデータを備えるようにしたが、この構成に代えて、マップデータとして１種類の通常処理用のマップデータを設定しておき、出力抑制処理を実行する場合には、通常処理用のマップデータに対して単位時間毎に演算処理により求めて空燃比を設定するような構成としてもよい。

【0046】

（２）上記実施形態では、エンジンＥの出力回転速度Ｎｘが設定上限回転速度Ｎｓ以上であれば、出力抑制処理を実行する構成としたが、この構成に代えて、エンジンＥの出力回転速度にかかわらず、車速が設定車速以上であるときにだけ出力抑制処理を実行するようにしてもよい。

【0047】

（３）上記実施形態では、複数の気筒Ａのうちの一部の気筒に供給される燃料噴射量を抑制する処理として、所定時間毎に、燃料噴射量の抑制を行う２つの気筒Ａを交互に切り換えるものが例示されているが、これに限らない。例えば、燃料噴射量の抑制を行っている気筒Ａに対応するエギゾーストパイプの温度が、所定温度未満になった場合に、燃料噴射量の抑制を行う気筒Ａを他の気筒Ａに切り換えるようにしてもよい。

【0048】

（４）上記実施形態では、２つの気筒Ａを備えたエンジンＥが例示されているが、これに限られない。例えば、三つ以上の気筒Ａが備えられているエンジンＥであってもよい。そして、三つ以上の複数の気筒Ａが備えられているエンジンＥである場合、複数の気筒Ａのうちの一部として、二つ以上の気筒Ａに対する燃料噴射量の抑制を行うようにしてもよい。

【0049】

（５）上記実施形態では、アクセル操作具７として足踏み操作により揺動操作されるペダル式の操作具を例示しているが、これに限らない。例えば、手で操作可能で、所定位置に位置保持可能なハンドアクセルレバー等の他の操作具であってもよい。

【0050】

（６）上記実施形態では、前進一速状態と前進二速状態と後進状態とに切り換え可能な変速装置１０が例示されているが、これに限らない。例えば、四つ以上の変速比の異なる前進状態に切り換え可能で、前進三速状態等にも切り換え可能な変速装置１０であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明は、上記したような多目的車両に限らず、エンジンの動力により走行するように構成されている作業車両等の走行車両に適用できる。

【符号の説明】

【0052】

７ アクセル操作具
２０ 走行制御部
Ｅ エンジン
Ｎｓ 設定上限回転速度
Ｎｘ 出力回転速度
Ｖｓ 設定車速
Ｖｘ 車速

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】