JP2503703B2 - 内燃エンジンの燃料供給制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、内燃エンジンの燃料供給制御方法に関
し、特に、燃料供給停止（フューエルカット）が実行さ
れた後の燃料供給再開時における燃料供給制御方法に関
する。

（従来の技術及びその解決すべき課題） 内燃エンジンが所定減速運転状態にあるとき、エンジ
ンへの燃料の供給を停止し、排気ガス通路に配設される
三元触媒等の触媒型排気ガス浄化装置の保護、燃費の向
上等を図る、電子式燃料供給制御方法が知られている。
この燃料供給停止（フューエルカット）は、所定の条件
か成立した場合、例えば、スロットル弁が開弁された場
合、スロットル弁が全閉で、且つ、エンジン回転数が所
定値以下に降下した場合等に解除され、燃料供給が再開
される。

この燃料供給復帰時に、通常の運転時と同様の方法で
燃料供給量を演算したのでは、エンジンに供給する燃料
量が不足して燃料・空気混合気が燃料希薄（燃料リー
ン）状態となり、エンジン回転数の急激な低下、あるい
はエンジン停止を引き起こす場合がある。この燃料供給
復帰時に燃料リーンになる理由は、気筒内に残存する燃
料が小であり、逆に、新気の占める割合が大であるこ
と、燃料供給復帰初期には、燃料噴射弁により噴射供給
した燃料の一部が、吸気ポート等の壁面に付着してしま
うこと、等による。

一方、燃料供給復帰時に常に燃料量を増量するので
は、クラッチを係合した状態でエンジン回転数が徐々に
低下しているような場合に、ショックが発生して乗り心
地が悪い。本発明はこのような問題点を解決するために
なされたもので、フューエルカット直後の燃料供給復帰
時にショックの発生を防止するとともに、エンジンスト
ールを確実に防止することができる内燃エンジンの燃料
供給制御方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本発明に依れば、内燃エ
ンジンが所定の低温状態にあるときにエンジンへの燃料
供給量を増量する燃料供給制御方法であって、同内燃エ
ンジンが所定の減速運転状態にあるとき、エンジンへの
燃料供給を停止する一方、所定の条件が成立したとき、
エンジンへの燃料の供給を再開する内燃エンジンの燃料
供給制御方法において、エンジンが前記所定の減速運転
状態にあるときにエンジンの回転数の降下速度を検出し
ておき、前記燃料供給の再開時に、前記検出したエンジ
ン回転数の降下速度が所定値以上であると共にエンジン
の温度が所定温度より高いとき、再開時の燃料供給量を
所定期間に亘って増量する一方、前記燃料供給の再開時
に、前記検出したエンジン回転数の降下速度が前記所定
値以上であってもエンジンの温度が前記所定温度より低
いときには前記再開時の増量を行わないことを特徴とす
る内燃エンジンの燃料供給制御方法が提供される。

（作用） 減速運転状態にあるときのエンジン回転数の降下速度
が所定値以上の場合、燃料供給再開後にもエンジン回転
数の降下が予測され、かかる場合、再開時の燃料供給量
が所定期間に亘って増量される。この燃料増量により、
再開時の空燃比の燃料リーン化が防止される。一方、例
えば、クラッチを係合したままの状態でエンジン回転数
が徐々に低下したような場合には燃料供給再開時の燃料
増量は実行されない。この場合、燃料供給開始当初には
空燃比が燃料リーンとなる燃料量が気筒に供給されるこ
とになるので、燃料供給再開時のショックの発生が防止
される。そして、エンジンが所定の低温状態にあると
き、検出したエンジン回転数の降下速度が所定値以上で
あっても燃料供給の再開時の増量を行わないようにし
て、低温状態に対応した燃料の増量と、フューエルカッ
ト時のエンジン回転数の降下速度に対応した燃料の増量
とが重複して行われることによる燃料供給量の過剰を防
止し、燃料量過剰による燃焼の悪化を防ぐ。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本発明方法が実行される内燃エンジンの燃料
供給制御装置の概略構成を示し、この制御装置は例えば
４気筒ガソリンエンジン（以下単に「エンジン」とい
う）12に適用したものである。

このエンジン12の各気筒につながる吸気マニホルド14
のそれぞれに、各吸気ポートに隣接して電磁式燃料噴射
弁16が配設されている。吸気マニホルド14にはサージタ
ンク18を介して吸気管20の一端が接続されており、吸気
管20の他端（大気開放端）にはエアクリーナ22が取り付
けられている。そして、吸気管20の途中にはスロットル
弁24が配設されている。各燃料噴射弁16へは図示しない
燃料ポンプから燃料通路25を介し、燃圧レギュレータ26
によって燃料圧が一定に調整された燃料が供給されるよ
うになっている。

一方、エンジン12の各気筒の排気側には排気マニホル
ド30がそれぞれ接続されており、排気マニホルド30の大
気側端は排気管34に接続されている。排気管34の途中に
は三元触媒型の触媒コンバータ36が配設されている。そ
して、排気マニホルド30に、排気中の酸素量を検出する
O2センサ44が取り付けられており、センサ44には検出部
を高温に保つヒータが備えられている。O2センサ44は電
子制御装置（ECU）40の入力側に電気的に接続されてお
り、電子制御装置40に酸素濃度検出信号を供給してい
る。

前述した各燃料噴射弁16は電子制御装置40の出力側に
電気的に接続され、この電子制御装置40からの駆動信号
により開弁され、詳細は後述するように所要量の燃料を
各気筒に噴射供給する。電子制御装置40の入力側にはエ
ンジン12の運転状態を検出する種々のセンサ、例えば前
述したO2センサ44の他に、吸気管20の大気開放端近傍に
取り付けられ、カルマン渦を検出することにより吸入空
気量に比例した周波数パルスｆを出力するエアフローセ
ンサ42、エアクリーナ22内に設けられ、吸入空気温度Ta
を検出する吸気温センサ46、スロットル弁24の弁開度を
検出するスロットル開度センサ48、カムシャフトに接続
されるディストリビュータ38に設けられ、上死点あるい
はその少し前の所定クランク角度位置を検出する毎にパ
ルス信号（TDC信号）を出力するクランク角センサ50、
これもディストリビュータ38に設けられ、特定の気筒
（例えば、第１気筒）が所定のクランク角度位置（例え
ば、圧縮上死点あるいはその少し前の角度位置）にある
ことを検出する気筒判別センサ52、エンジン12の冷却水
温を検出する水温センサ54、スロットル弁24の全閉位置
を検出するアイドルスイッチ56、大気圧を検出する大気
圧センサ58、更に、図示しないがエアコンの作動状態を
検出するエアコンスイッチ、バッテリ電圧を検出するバ
ッテリセンサ等のセンサが接続されており、これらのセ
ンサは検出信号を電子制御装置40に供給する。

電子制御装置40は、先ず、詳細は後述するように上述
した種々のセンサの検出信号に基づきエンジン12が所定
の減速運転状態にあるか否かを判別する。そして、エン
ジン12がこの所定減速運転状態にない場合には、検出し
た運転状態に応じた燃料噴射量、即ち、燃料噴射弁16の
開弁時間ＴINJを演算し、演算した開弁時間ＴINJに応じ
た駆動信号を各燃料噴射弁16に供給してこれを開弁さ
せ、所要の燃料量の各気筒に噴射供給する。

電子制御装置40は次式（１）により上述の開弁時間Ｔ
INJを演算する。

ＴINJ＝ＴB＊ＫFC＊Ｋ＋ＴD ……（１） ここに、ＴBは吸入空気量A/Nに応じて設定される基本
開弁時間、ＫFCはフューエルカット復帰時に増量を指令
するための補正係数であり、その値の設定方法について
の詳細は後述する。Ｋは、その他の補正係数であり、そ
の補正値は、例えば、O2センサが検出する酸素濃度に応
じて設定される空燃比フィードバック補正係数値ＫAF、
冷却水温ＴWに応じて設定される冷却水温補正係数値ＫT
W、吸気温度Taに応じて設定される吸気温補正係数値ＫT
a、大気圧Paに応じて設定される大気圧補正係数値ＫPa
等に応じて設定される。ＴDはバッテリ電圧に応じて設
定される無効時間補正値である。これらの補正係数値及
び補正値の演算手段の詳細は後述する。

一方、エンジン12が上述した所定の減速運転状態にあ
る場合には、エンジン12には燃料が噴射供給されない。
そして、このフューエルカット中に所定の解除条件が成
立した場合、詳細は後述するように、復帰時の燃料増量
の必要を判断しながらエンジン12への燃料の供給を再開
させる。

電子制御装置40はクランク角センサ50がクランク角で
180゜毎にTDC信号を出力することから、このTDC信号の
パルス発生間隔からエンジン回転数Neを検出することが
できる。また、電子制御装置40は気筒の点火順序、即
ち、各気筒への燃料供給順序を記憶しており、上述した
気筒判別センサ52が前述の特定の気筒の所定クランク角
度位置を検出することにより、次にどの気筒に燃料を噴
射供給すればよいか判別することが出来る。

次に、上述した電子制御装置40による燃料供給制御手
順の詳細を、プログラムフローチャートを参照して説明
する。

第2A図及び第2B図はメインルーチンを示し、このルー
チンは図示しないイグニッションキースイッチがオンと
同時に実行が開始され、後述する割込ルーチンの実行が
行われない空き時間に常時繰り返し実行される。

電子制御装置40は、先ず、第2A図のステップS100にお
いて、エンジン12が所定の減速運転状態であるか否かを
判別する。この判別は、例えば、アイドルスイッチ56が
オンであるか否かによって判別される。

図示しないスロットルペタルが踏み込まれ、エンジン
12が通常走行を行っている場合には、スロットル弁24が
開弁しており、ステップS100の判別結果は否定（No）と
なってステップS102が実行される。ステップS102では増
量許可フラグFLAが値１にセットされているか否かを判
別する。上述の通常走行が行われている場合には、この
フラグFLAは値０にリセットされている筈であり、第2B
図のステップS130に進んで燃料カットフラグFLCを値０
にリセットする。そして、再び増量フラグFLAが値１に
セットされているか否かが判別され（ステップS132）、
この判別結果も否定の筈であるからステップS142に進
む。

ステップS142では、前述した種々の補正係数Ｋ及び補
正変数ＴDの値が演算設定される。これらの補正係数値
等の演算が終了すると、再びステップS100以降のステッ
プが繰り返し実行され、補正係数Ｋ等の値が更新され
る。

次に、スロットル弁24が閉弁され、アイドルスイッチ
56がオンになり、エンジン12が所定の減速運転状態に入
ると、ステップS100の判別結果が肯定（Yes）になり、
ステップS120が実行される。このステップでは、フュー
エルカットを解除すべき所定条件が成立したか否かを判
別する。この判別は、例えば、エンジン回転数Neが所定
値Nref以下であるか否かにより行われる。

エンジン12がフューエルカット運転に入ったばかりで
あり、上述の所定条件が成立せず、ステップS120の判別
結果が否定となる場合には、燃料カットフラグFLCを値
１にセットしておく（ステップS122）。このフラグFLC
は燃料カットを指令するプログラム制御変数であり、こ
のフラグFLCが値１に設定されている期間は、後述する
ように各気筒に燃料が噴射供給されない。

次いで、ステップS124に進み、エンジン回転数Neの降
下速度を次式（M1）により演算する。

dNe/dt＝（Nen−Nen−１）/dt …（M1） ここに、Nen及びNen−１は、それぞれクランク角セン
サ50により検出されたエンジン回転数の今回値及び前回
値である（第３図t1時点からt2時点間参照）。そして、
このステップS124において、エンジン回転数の降下速度
|dNe/dt|が所定値｜α｜（αは負の所定数）より大であ
るか否かを判別する。なお、降下速度dNe/dtの値は、エ
ンジン12が減速している場合には負になり、表現を換え
れば、降下速度dNe/dtが所定値αより小である（dNe/dt
＜α）か否かを検出することになる。

ステップS124の判別結果が否定であれば、増量許可フ
ラグFLAを値１に設定することなく、ステップS100に戻
る。一方、ステップS124の判別結果が肯定の場合、即
ち、エンジン12の減速速度が大である場合には、ステッ
プS126で、増量許可フラグFLAを値１に設定してステッ
プS100に戻る。このように、フューエルカット中におけ
るエンジン12の降下速度が所定値以上である場合には増
量許可フラグFLAによりこれを記憶しておくのである。
フューエルカット中には、ステップS122ないしS126が繰
り返し実行され、この期間中に一度でも降下速度が前記
所定値を超える場合には増量許可フラグFLAが値１に設
定されることになる。なお、フューエルカットが実行さ
れる期間中は、補正係数値Ｋ等を演算設定するステップ
142は実行されない。

エンジン12が減速してエンジン回転数Neが所定値Nref
以下となり、フューエルカット解除条件が成立してステ
ップS120の判別結果が否定となった場合（第３図のt3時
点参照）、前述したステップS130が実行され、燃料カッ
トフラグFLCが値０にリセットされる。そして、燃料供
給復帰時に燃料を増量すべきか否かの判別を、先ず、増
量許可フラグFLAの値によって行なう（ステップS13
2）。

増量許可フラグ値FLAが０の場合には、フューエルカ
ット復帰時の燃料増量の必要がなく、この場合には後述
する増量継続フラグFLBの値を１に設定することなく、
ステップS142に進み、前述したその他の補正係数値Ｋ等
の演算を実行する。

一方、増量許可フラグFLAの値が１にセットされてい
る場合にはこれをリセットした後（ステップS134）、ス
テップS136に進み、水温センサ54によって検出されるエ
ンジン冷却水温Twが所定値Trefより高いか否かを判別す
る。この判別が否定の場合には、後述する増量継続フラ
グFLBの値を１に設定することなく、ステップS142に進
んで前述したその他の補正係数値Ｋ等の演算を実行す
る。即ち、冷却水温ＴWが所定値Trefより低い場合に
は、前述した冷却水温補正係数ＫTWによって既に増量が
考慮されており、復帰増量係数ＫFCにより重ねて増量し
ても効果はなく、かえって燃焼に悪影響を及ぼす場合が
あるので、フューエルカット復帰時の燃料増量は実行さ
せない。

ステップS136の判別結果が肯定の場合にはステップS1
38に進み、吸入空気量A/Nが所定値（A/N）refより小で
あるか否かを判別する。図示しないエアコンディショナ
等が作動している場合、これも図示しないアイドル回転
数制御装置によりスロットル弁24が全閉状態よりも多く
の空気がエンジン12に供給されている場合がある。この
ような場合、フューエルカット後の燃料供給再開時に燃
料の増量補正を行なわないと、空燃比が燃料リーン側に
設定されることになるが、吸入空気量A/Nが所定値（A/
N）ref以上であれば、エンジン回転数Neが急減すること
はないと判断される。

従って、ステップS138の判別結果が否定の場合には増
量継続フラグFLBの値を１に設定することなく、ステッ
プS142に進み、補正係数値Ｋ等の演算を行なう。一方、
ステップS138の判別結果が肯定の場合にはステップS140
に進み、増量継続フラグFLBを値１にセットする。この
フラグがセットされて初めてフューエルカット後の燃料
供給復帰時に燃料増量の指令がセットされたことにな
る。増量継続フラグFLBのセットが終わると、前述のス
テップS142に進み、補正係数値Ｋ等の演算を行ない、そ
の後ステップS100に戻り、当該メインルーチンの実行を
繰り返す。

クランクパルス割込ルーチン 第４図は、クランク角センセ50からのクランクパルス
信号が入力される毎に実行されるクランクパルス割込ル
ーチンのフローチャートを示し、この割込ルーチンは最
優先で実行される。

電子制御装置40は、先ず、ステップS200において燃料
カットフラグFLCが値１にセットされているか否かを判
別する。そして、この判別結果が肯定の場合には燃料噴
射の必要がないので、当該ルーチンを終了する。

一方、ステップS200の判別結果が否定の場合には、ス
テップS202に進み、吸入空気量A/Nを演算する。吸入空
気量A/Nは、前回のクランクパルスと今回のクランクパ
ルス間に発生したカルマン渦パルス数ｆ及びカルマン渦
パルス間の周期データに基づいて演算され、このように
演算される空気量は、クランク角180゜当りの吸入空気
量を表している。

次いで、電子制御装置40はステップS202で演算した吸
入空気量A/Nに応じて、燃料噴射弁16の基本開弁時間ＴB
を演算する（ステップS204）。このときの、基本開弁時
間ＴBは、エンジン12が標準状態にあるときをベースに
設定されており、吸入空気量A/Nに対して理論空燃比が
得られる燃料量に対応する基本開弁時間が演算される。

次ぎに、増量継続フラグFLBの値が１にセットされて
いるか否かを判別する（ステップS206）。前述したよう
にこのフラグFLBは、フューエルカット後の燃料供給復
帰時に燃料増量を指令するプログラム制御変数であり、
フラグFLBの値が０の場合には、ステップS210及びS212
において、カウンタ値Ｃを値０にリセットすると共に、
復帰後増量係数値ＫFCを値1.0に設定してステップS222
に進む。カウンタＣはフューエルカットを解除すべきで
あると判定された直後に当該ルーチンが実行される毎に
その値を１宛カウントアップして、燃料噴射を実行した
行程数を計数するものである。又、ステップS212におい
て、復帰後増量係数値ＫFCが値1.0に設定されることか
ら、この係数値によっては復帰時の燃料供給量は増量補
正されないことになる。

一方、ステップS206の判別結果が肯定の場合、ステッ
プS214において、カウンタ値（行程数）Ｃを値１だけイ
ンクリメントする。そして、このカンウタ値Ｃを用いて
復帰増量係数値ＫFCを演算設定する（ステップS216）。
復帰増量係数値ＫFCの設定方法には種々のものが考えら
れる。第５図及び第６図はこのカウンタ値Ｃと、この値
によって設定される復帰増量係数値ＫFCとの関係を示
し、第５図の例では、復帰後の行程数が増加するに従っ
て徐々に係数値ＫFCを減少させるものであり、第６図の
例では、所定行程数だけ復帰増量補正値ＫFCを値1.0よ
り大きい所定値に設定し、所定行程数が経過すると値1.
0に設定するものである。

復帰増量係数値ＫFCの設定が終わると、ステップS218
に進み、カウンタ値Ｃが所定値Cmaxに到達したか否かを
判別し、到達していなければ、後述のステップS222に進
む。一方、到達していれば、ステップS220においてカウ
ンタ値Ｃを０にリセットすると共に、増量継続フラグFL
Bを値０にリセットしてステップS222に進む。

ステップS222では、上述のようにして求められた基本
開弁時間ＴB及び復帰増量補正係数値ＫFCと、前述した
種々の補正係数値Ｋ及び補正値ＴDとにより、前記式
（１）に基づき燃料噴射弁16の開弁時間ＴINJを演算
し、演算した開弁時間ＴINJを噴射タイマにセットす
る。そして、クランクパルス信号により当該ルーチンの
実行が開始された時点から、即ち、所定クランク角度位
置を検出した時点から所定時間の経過時に、上述の噴射
タイマをトリガして、今回ループ時に燃料を噴射すべき
気筒に対応する燃料噴射弁16に、開弁時間ＴINJに対応
する時間に亘って駆動信号が出力される（ステップS22
4）。かくして、上述のようにして演算された開弁時間
ＴINJに対応する量の燃料がエンジン12に噴射供給され
ることになる。

第３図（ｂ）は、フューエルカット時、及びフューエ
ルカット直後の開弁時間TINJの時間変化を示し、復帰直
後に燃料増量を行わない場合には、同図破線で示す変化
となり、燃料増量を行なう場合には同図実線で示す変化
となる。そして、同図斜線で示す領域に対応する燃料量
が増量によりエンジン12に供給されたことになる。

なお、本発明方法における、エンジン12の所定の減速
運転状態を判別する方法やフューエルカット解除条件
は、特に限定されるものではなく、種々の変形が適用可
能である。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明の内燃エンジンの燃料供給
制御方法に依れば、エンジンが、フューエルカット中の
所定の減速運転状態にあるときにエンジン回転数の降下
速度を検出しておき、燃料供給の再開時に、検出したエ
ンジン回転数の降下速度が所定値以上であるとき、再開
時の燃料供給量を所定時間に亘って増量するようにした
ので、エンジンストールを確実に防止することができ
る。そして、フューエルカット中に、例えばクラッチを
係合させた状態でエンジン回転数が徐々に減速したよう
な場合には、燃料供給再開時に燃料供給量が増量されな
いので、フューエルカット直後の燃料供給再開時にショ
ックの発生を防止することができる。そして、エンジン
が所定の低温状態にあるとき、検出したエンジン回転数
の降下速度が所定値以上であっても燃料供給の再開時の
増量を行わないようにして、低温状態に対応した燃料の
増量と、フューエルカット時のエンジン回転数の降下速
度に対応した燃料の増量とが重複して行われることによ
る燃料供給量の過剰を防止し、燃料量過剰によるエンジ
ンストールを防止することができる。更に、エンジンの
ストールを確実に防止できることから、フューエルカッ
ト復帰判別回転数を低く設定することができ、その結
果、フューエルカット期間を長く設定することができる
ので、燃費を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は本発明方法が
実施される燃料供給制御装置の構成の概略を示すブロッ
ク図、第2A図及び第2B図は燃料制御手順を示すメインル
ーチンのフローチャート、第３図はエンジン回転数Ne及
び燃料噴射弁の開弁時間ＴINJの時間変化を示すグラ
フ、第４図は燃料制御手順を示すクランクパルス割込ル
ーチンのフローチャート、第５図及び第６図は行程数Ｃ
と、復帰増量補正係数値ＫFCとの関係を示すグラフであ
る。 12……内燃エンジン、16……燃料噴射弁、24……スロッ
トル弁、40……電子制御装置、42……エアフローセン
サ、48……スロットル開度センサ、50……クランク角度
センサ、56……アイドルスイッチ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃エンジンが所定の低温状態にあるとき
   にエンジンへの燃料供給量を増量する燃料供給制御方法
   であって、同内燃エンジンが所定の減速運転状態にある
   とき、エンジンへの燃料供給を停止する一方、所定の条
   件が成立したとき、エンジンへの燃料の供給を再開する
   内燃エンジンの燃料供給制御方法において、 エンジンが前記所定の減速運転状態にあるときにエンジ
   ンの回転数の降下速度を検出しておき、前記燃料供給の
   再開時に、前記検出したエンジン回転数の降下速度が所
   定値以上であると共にエンジンの温度が所定温度より高
   いとき、再開時の燃料供給量を所定期間に亘って増量す
   る一方、前記燃料供給の再開時に、前記検出したエンジ
   ン回転数の降下速度が前記所定値以上であってもエンジ
   ンの温度が前記所定温度より低いときには前記再開時の
   増量を行わないことを特徴とする内燃エンジンの燃料供
   給制御方法。