JP2530640B2 - 燃料噴射式エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、燃料噴射式エンジンにおける燃料噴射量の
制御装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、燃料噴射式エンジンにおいては、吸入空気
量とエンジン回転数等に応じて燃料噴射量を演算し、こ
の燃料噴射量に相当する噴射パルスを燃料噴射ノズルに
出力して、運転状態に対応する所定量の燃料を噴射供給
することが行われている。また、例えば、特開昭58−28
568号に見られるように、エンジンの減速運転時には吸
気通路の壁面に付着した燃料が吸気負圧の増大によって
吸入されて燃焼室に流入する燃料が増加することから、
燃料噴射量を吸入空気量に対応して求まる燃料供給量よ
り低減するように補正する技術が公知である。上記減速
時の燃料低減量は、一律に一定量を所定期間だけ低減す
るようにしている。

しかして、減速時において実際に燃焼室に流入した吸
入空気量に対応する要求噴射量に比べて燃料噴射ノズル
からの燃料噴射量が多いと、減速感の減少による走行性
の低下を招くとともに、排気系への未燃焼成分の排出量
が増大して触媒浄化装置の熱劣化促進等の問題があり、
また、過大な減量補正によって要求量より噴射量が低減
すると、急減速状態となって好ましくなく、より精度の
よい燃料噴射量の制御が望まれている。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、エンジンの減速運転状態への移行時には、
スロットル弁の閉作動によって燃焼室への流入空気量は
直ちに減少するのに対し、吸気量センサによる吸入空気
量の検出においてはスロットル弁が閉じてから該吸気量
センサの部分の吸気の流れが減少するまでの時間遅れが
あることから、この吸気量センサは減速初期において燃
焼室に実際に流入する吸入空気量より多い量の検出信号
を出力する。従って、この吸気量センサの信号に基づい
て演算される燃料噴射量は、実際の吸入空気量に対応す
る要求量より多い量となり、過剰な燃料噴射によるオー
バーリッチな燃料供給によって、前記のように走行性、
未燃焼成分の排出の問題がある。

特に、上記現象は過給機を備えたエンジンにおいて顕
著に発生する。すなわち、過給機の作動には慣性があ
り、スロットル弁が閉じてもこのスロットル弁と過給機
との間の吸気通路に空気を圧縮することになり、過給機
上流の吸気量センサは上記圧縮分の吸気量を検出し、こ
れに基づいて要求噴射量より多い燃料噴射量が演算され
る。また、ターボ過給機の場合には過給機下流の吸気通
路が長く、しかもタービンの回転数が高いことから、そ
の量も多くなる問題を有する。

また、上記のような減速時の吸入空気量の減少に対す
る燃料噴射量の減量遅れによる過剰な燃料供給を防止す
ることから、前述の先行例におけるような減速時の一律
な燃料供給量の低減を行おうとした場合には、その低減
量は実際の過剰燃料量とは合致せず、減速状態の経過に
対して要求燃料量より減少したり増加してオーバーリー
ン状態もしくはオーバーリッチ状態が発生する。特に、
オーバーリッチ状態の発生を回避しようとすると減速減
量によって減速初期にオーバーリーン状態が発生し、ト
ルクショックにより走行性が低下する恐れがる。

つまり、減速運転移行時に、エンジンの燃焼室に実際
に供給される吸入空気量が減速の経過に伴って略直線的
に減少するのに対し、吸気量センサは遅れて吸入空気量
の減少を検出し、その検出量と実際の吸入空気量との差
は減速の経過に伴って徐々に増大し、この検出信号に基
づいて演算される燃料噴射量も実際の吸入空気量に対応
する要求燃料量との差が減速の経過に伴って徐々に増大
することになるものである。

そこで本発明は上記事情に鑑み、減速移行時の吸入空
気量の減少に対する燃料噴射量の変化特性を要求燃料量
に合致させて、走行性の低下および未燃焼成分の排出防
止を行うようにした燃料噴射式エンジンの制御装置を提
供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の制御装置は、吸気量センサの出力に基づいて
燃料噴射量を求める基本噴射量演算手段を備えるととも
に、エンジンの減速状態を検出する減速検出手段と、該
減速検出手段の出力を受け、減速検出時に減速状態の経
過に伴って所定値まで漸増する減速補正量を設定する減
速補正量設定手段と、この減速補正量を前記基本噴射量
演算手段による燃料噴射量から低減して燃料噴射量を補
正する補正手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

第１図は本発明の構成を明示するためのブロック図で
ある。

エンジン１の吸気通路２には燃料噴射ノズル３が設置
され、この燃料噴射ノズル３に対する制御信号によって
エンジン１に所定量の燃料を噴射供給する。また、前記
吸気通路２には吸入空気量を検出する吸気量センサ４が
介装され、その検出信号はエンジン回転数信号とともに
基本噴射量演算手段５に出力される。この基本噴射量演
算手段５では吸入空気量とエンジン回転数と必要に応じ
て各種信号に基づいて基本的な燃料噴射量を求め、補正
手段６を介して出力手段７から燃料噴射量に対応する制
御信号を前記燃料噴射ノズル３に出力して所定値の燃料
供給を行う。

一方、エンジン１の減速状態を検出する減速検出手段
８を設け、この減速検出手段８の出力を受けた減速補正
量設定手段９は、減速検出時に減速状態の経過に伴って
所定値まで漸増する減速補正量を設定する。上記減速補
正量設定手段９の信号は前記補正手段６に出力され、こ
の補正手段６では前記基本噴射量演算手段５による燃料
噴射量から減速補正量設定手段９による減速補正量を低
減して燃料噴射量を減量補正するものである。

（作用） 上記のような制御装置では、エンジンが減速運転状態
となると、吸気量センサの信号に基づいて求めた燃料噴
射量から、減速状態の経過に伴って所定値まで漸増する
減速補正量を低減して燃料噴射量を補正し、減速状態へ
の移行に伴う吸入空気量の減少に対応する要求燃料量よ
り過剰に演算される燃料噴射量を要求燃料量に補正し、
要求燃料量の変化に沿った燃料供給を行うものである。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。第２
図は具体例の全体構成図である。

エンジン１の燃焼室12には吸気バルブ13によって開閉
される吸気ポート14と、排気バルブ15によって開閉され
る排気ポート16とが開口され、吸気ポート14には吸気通
路２が、排気ポート16には排気通路17がそれぞれ接続さ
れている。

そして、前記吸気通路２には、上流側からエアクリー
ナ18、吸入空気量を検出する吸気量センサ４、過給機19
（ターボ過給機）、吸気冷却を行うインタークーラー2
0、吸気量を制御するスロットル弁21、サージタンク2
2、および吸気ポート14に向けて燃料を噴射供給する燃
料噴射ノズル３がそれぞれ配設されている。また、23は
吸気加熱用の冷却水通路、24はブローバイガス通路を示
す。

前記過給機19は排気通路17に介装されたタービン19a
と、吸気通路２に介装されたブロア19bとを備えて両者
が連結され、排気ガスのエネルギで回転されたタービン
19aによってブロア19bが駆動されて吸気を過給する。ま
た、過給圧に応動するアクチュエータ25で開閉制御され
る異常過給防止用のウェストゲートバルブ26が設けられ
ている。上記過給機19のタービン19a下流の排気通路17
には、空燃比センサ27、触媒コンバータ28が配設されて
いる。

前記燃料噴射ノズル３からの燃料噴射量は、コントロ
ールユニット30からの制御信号（燃料噴射パルス）の出
力によって制御される。上記コントロールユニット30に
はエンジン１の運転状態を検出するために、前記吸気量
センサ４からの吸入空気量信号、エンジン回転数を検出
する回転センサ31からのエンジン回転信号、空燃比セン
サ27からの空燃比信号、吸気通路２に配設した吸気温セ
ンサ32からの吸気温度信号、スロットル弁21の開度を検
出するスロットルセンサ33からのスロットル信号、エン
ジン１の冷却水温度を検出する水温センサ34からの水温
信号がそれぞれ入力される。

前記コントロールユニット30は、各種センサからの信
号に応じて燃料噴射量を制御するものであり、基本的に
は吸入空気量とエンジン回転数に応じて運転状態に対応
する燃料噴射量を演算する一方、所定の運転領域からの
減速時に、エンジンの回転毎に漸増するとともにエンジ
ン回転数の高さに応じて変化度合の異なる減速補正係数
を設定し、前記基本的な燃料噴射量を減量補正し、これ
に対応する燃料噴射パルスを設定し、この燃料噴射パル
スを燃料噴射ノズル３に出力して所定の燃料を噴射供給
する。

次に、前記コントロールユニット30の作動を第３図の
フローチャートに基づいて説明する。このフローチャー
トは主に減速補正ルーチンについて示している。スター
ト後、ステップS1でイグニッションキーがオンになるの
を待ち、イグニッションキーがオン（YES）となると、
ステップS2で吸気温センサ４の出力から吸入空気量Qaを
算出するとともに、エンジン回転数Neを検出する（S
3）。そして、ステップS4で吸入空気量Qaとエンジン回
転数Neとから負荷に相当する基本噴射パルス幅Tp（Ｋは
係数）を演算する。

ステップS5はエンジン回転数Neが始動回転数（例えば
500rpm）以上か否かを判定するものであり、この始動回
転数未満のNO時には、ステップS6でエンジン回転数Neが
停止判定回転数（例えば6.25rpm）未満か否かのエンス
ト判定を行う。この判定がYESの場合にはエンストゾー
ン（S7）であり、燃料噴射パルスＴを０に設定する（S
8）。一方、上記ステップS6の判定がNOの時には始動ゾ
ーン（S9）であり、水温Twに応じた噴射パルスτｓを選
定して（S10）、始動時燃料噴射パルスＴを設定する（S
11）。

一方、前記ステップS5の判定がYESの場合には通常ゾ
ーンであり、ステップS12に進んで前記ステップS4で求
めた負荷に相当する燃料噴射パルスTpが所定値（例えば
2.0msec）以上の高負荷域か否かを判定するとともに、
エンジン回転数Neが所定値（例えば2,500rpm）以上の高
回転域か否かを判定し（S13）、さらに、ステップS14で
スロットル開度変化速度ΔTVが所定値（例えば80mv/10m
sec）の急減速状態か否かを判定する。上記ステップS12
〜S14の判定がいずれもYESで高負荷高回転域からの急減
速時には、ステップS15で減速減量補正用のフラグFZcを
１にセットした後、エンジン回転数に応じて第４図の特
性（マップ）に基づいて減速減量補正量の漸増量ΔCtl
を選定し（S16）、さらに、この漸増量ΔCtlを用いて減
速減量補正量Ctlをクランク角360゜毎に徐々に増大する
ように第５図の如く演算する（S17）。なお、前記ステ
ップS16で求める漸増量ΔCtlは第４図の如くエンジン回
転数Neが高くなるに従って大きな値となることから、ス
テップS17で求める減速減量補正量Ctlはエンジン回転数
Neが高い場合には第５図の実線で示すように増加率の大
きな値となり、エンジン回転数が低い場合には破線で示
すような増加率の小さな値となる。

また、上記のようにして求めた減速減量補正量Ctlが
上限値Ctlmaxを越えないようにステップS18,S19で規制
する。そして、ステップS22で前記減速減量補正量Ctlに
よって基本的な燃料噴射パルスTpを低減するように補正
して最終的な燃料噴射パルスＴを演算する。なお、αは
各種補正を行う係数である。

また、前記ステップS12〜S14のいずれかの判定がNO
で、低負荷もしくは低回転域となった時またはこの領域
からの減速時または急減速が終了した場合には、ステッ
プS20で前記フラグFZcを０にリセットし、減速減速補正
量Ctlを０に設定し（S21）、減速減量補正は行わないも
のである。

上記のような実施例の構成による減速時の減量補正
は、第６図に示す特性となる。まず、第６図Ａのように
エンジンに実際に吸入される吸入空気量が変化し、ａ点
で減速状態に移行して吸入空気量が減少する場合に、過
給機19の慣性回転等で空気が流れ吸気量センサ４による
吸入空気量の減少検出が遅れることから、この吸気量セ
ンサ４の信号に基づいて演算される基本的な燃料噴射パ
ルスTpは第６図Ｂに示すように、実際の吸入空気量に対
応する要求燃料量に対して斜線の部分が過剰なオーバー
リッチ分Ｉとなる。これに対し、第６図Ｃのように減速
減量補正量Ctlが減速初期から減速の経過（エンジンの
回転毎）に伴って漸増するように設定され、この補正量
Ctlによって減量された最終的な燃料噴射パルスＴ（燃
料供給量）は第６図Ｄのように、前記オーバーリッチ分
Ｉが減量されて要求燃料量に相当する燃料噴射を行うも
のである。

また、エンジン回転数の高い領域からの減速時には前
記オーバーリッチ分Ｉも増加するが、この場合は第５図
に示すように減速減量補正量Ctlも大きな値となり、要
求燃料量に合致した制御が得られる。

なお、上記実施例においては、減速減量補正量Ctlの
漸増は各回転毎に行うようにしているが、時間単位で行
うようにしてもよい。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、減速運転移行時に、エ
ンジンの燃焼室に供給される吸入空気量が減速の経過に
伴って減少するのに対し、吸気量センサは遅れて吸入空
気量の減少を検出し、その検出量と実際の吸入空気量と
の差は減速の経過に伴って徐々に増大し、この検出信号
に基づいて演算される燃料噴射量も要求燃料量との差が
減速の経過に伴って徐々に増大することになるのを、吸
気量センサの信号に基づいて求めた燃料噴射量から、減
速状態の経過に伴って所定値まで漸増する減速補正量を
低減して燃料噴射量を補正するようにしたことにより、
減速状態への移行に伴う吸入空気量の減少に対応する燃
料噴射量を要求燃料量に補正することができ、過給機を
備えたエンジンにおいても要求燃料量の変化に沿った燃
料を供給して、走行性の低下および未燃焼成分の排出防
止を行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための燃料噴射式エン
ジンの制御装置のブロック図、 第２図は具体例のエンジンの全体構成図、 第３図はコントロールユニットの作動を説明するための
フローチャート図、 第４図は減速補正量の漸増量のエンジン回転数に対する
設定特性を示す説明図、 第５図は減速補正量の増量特性を示す説明図、 第６図は減速運転移行時の燃料補正を示す説明図であ
る。 １……エンジン、３……燃料噴射ノズル、４……吸気量
センサ、５……基本噴射量演算手段、６……減速補正手
段、７……出力手段、８……減速検出手段、９……減速
補正量設定手段、19……過給機、30……コントロールユ
ニット、31……回転センサ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気量センサの出力に基づいて燃料噴射量
   を求める基本噴射量演算手段を備えた燃料噴射式エンジ
   ンにおいて、エンジンの減速状態を検出する減速検出手
   段と、該減速検出手段の出力を受け、減速検出時に減速
   状態の経過に伴って所定値まで漸増する減速補正量を設
   定する減速補正量設定手段と、この減速補正量を前記基
   本噴射量演算手段による燃料噴射量から低減して燃料噴
   射量を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする燃
   料噴射式エンジンの制御装置。