JP2873504B2

JP2873504B2 - エンジンの燃料制御装置

Info

Publication number: JP2873504B2
Application number: JP31959190A
Authority: JP
Inventors: 英之西
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1990-11-22
Filing date: 1990-11-22
Publication date: 1999-03-24
Anticipated expiration: 2014-03-24
Also published as: JPH04191444A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本願発明は、エンジンの燃料制御装置に関し、さらに
詳しくはエンジンの吸入空気量を検出するエアフロメー
タの出力に対して所定のナマシ処理を施し、そのナマシ
値に基づいて燃料噴射弁による燃料噴射量を設定するよ
うにしたエンジンの燃料制御装置に関するものである。

（従来の技術）従来、エンジンの電子制御式燃料噴射装置において
は、エンジンの吸入空気量を検出するエアフロメータの
出力に基いて、加速時については一定の最大噴射パルス
幅制限（換言すれば、最大燃料噴射量制限）を設定し、
減速時については一定の最小噴射パルス幅（換言すれ
ば、最小燃料噴射量）を設定することが行なわれている
が、この場合における加速・減速時の空燃比の変化は、
第５図に示すようになる。即ち、加速時の初期における
エンジンの吸入空気量（即ち、エンジン燃焼室へ吸入さ
れる実質空気量）に対して、前記エアフロメータにより
検出された検出空気量が多くなって空燃比がリッチ側に
オーバーシュートし、減速時の初期におけるエンジン吸
入空気量に対して、エアフロメータ検出空気量が少なく
なって空燃比がリーン側にアンダーシュートする。この
ような加速時におけるオーバーシュートあるいは減速時
におけるアンダーシュートが生じると、運転性悪化、ミ
ッション増加をもたらすこととなるところから、エアフ
ロメータの出力に対してナマシ処理（即ち、エンジン回
転数から求められた疑似負荷を実負荷に合わせる処理）
を施すことが試みられている（例えば、特開昭58−2553
1号公報参照）（発明が解決しようとする課題）ところで、上記の如きナマシ処理を施した場合におい
て、エンジンと駆動系とが連結状態（即ち、ギヤインさ
れた有負荷運転状態）にあるか非連結状態（即ち、無負
荷運転状態）にあるかにより、次のような不具合が生じ
るおそれがある。

即ち、有負荷運転時におけるエンジンの半失火等によ
る減速ショックを防止するためには、減速瞬間には空燃
比を若干リッチ側にオーバーシュートさせる方が好まし
く、無負荷運転時（例えば、ニュートラルレージング
時）におけるアフターバーンを防止するためには、アク
セル戻し瞬間には空燃比を若干リーン側にアンダーシュ
ートさせる方が好ましいという相反する車両要求がある
が、有負荷運転時と無負荷運転時で、同じナマシ値によ
るナマシ処理を施すと、上記要求を満足させることが難
しい。例えば、減速ショックを防止すべくナマシ値を大
きくすると、ニュートラルレーシング時において空燃比
がオーバーリッチとなってアフターバーンが発生するお
それがあり、アフターバーンの発生を防止すべくナマシ
値を小さくすると、減速時において空燃比がオーバーリ
ーンとなってエンジンの半失火による減速ショックが発
生するおよれがある。なお、加速時においても、有負荷
運転時においてナマシ値を小さく抑えることにより加速
増量の過剰供給を制限して加速ショックを防止させるこ
とが好ましい反面、無負荷運転時においては、ナマシ値
を大きくすることにより加速増量を多く確保し、レーシ
ング（空吹し）性能を向上させることが好ましいという
ように、有負荷運転時と無負荷運転時とで相反する要求
がある。

本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、有負
荷運転時と無負荷運転時とでナマシ値を変えることによ
り、負荷運転時における減速ショックの防止と、無負荷
運転時におけるアフターバーン発生の防止との両立を図
り得るようにすることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）本願発明では、上記課題を解決するための手段とし
て、エンジンの吸入空気量を検出するエアフロメータの
出力に対して所定のナマシ処理を施し、そのナマシ値に
基づいて燃料噴射弁による燃料噴射量を設定する如く作
用する燃料制御手段を備えたエンジンの燃料制御装置に
おいて、エンジンと駆動系との連結状態を検出する連結
状態検出手段と、該連結状態検出手段により比連結状態
が検出された場合には連結状態にある場合に対してナマ
シ値がエアフロメータの出力に近付くように前記ナマシ
処理のナマシ度合を小さくするナマシ度合変更手段とを
付設している。

（作用）本願発明では、上記手段によって次のような作用が得
られる。

即ち、エンジと駆動系とが比連結状態（即ち、無負荷
運転状態）にある場合のナマシ値を、連結状態（即ち、
有負荷運転状態）にある場合のそれより小さくなすよう
にしたことにより、例えば、減速時においては減速瞬間
に空燃比が若干オーバーリッチとなる一方、ニュートラ
ルレージング時においてはアクセル戻し瞬間に空燃比が
若干オーバーリーンとなる。

（発明の効果）本願発明によれば、エンジンの吸入空気量を検出する
エアフロメータの出力に対して所定のナマシ処理を施
し、そのナマシ値に基づいて燃料噴射弁による燃料噴射
量を設定する如く作用する燃料制御手段を備えたエンジ
ンの燃料制御装置において、エンジンと駆動系との連結
状態を検出する連結状態検出手段と、該連結状態検出手
段により非連結状態が検出された場合には連結状態にあ
る場合に対してナマシ値がエアフロメータの出力に近付
くように前記ナマシ処理のナマシ度合を小さくするナマ
シ度合変更手段とを付設して、例えば、減速時において
は減速瞬間に空燃比が若干オーバーリッチとなる一方、
ニュートラルレージング時においてはアクセル戻し瞬間
に空燃比が若干オーバーリーンとなるようにしたので、
連結状態（換言すれば、有負荷運転状態）における過渡
運転時（即ち、減速あるいは加速時）のショック発生を
招くことなく、非連結状態（換言すれば、無負荷運転状
態）における過渡運転時（即ち、減速あるいは加速時）
の運転性向上（即ち、アフターバーンの防止等）を図る
ことができるという優れた効果がある。

（実施例）以下、添付の図面を参照して本願発明の好適な実施例
を説明する。

第１図において、エンジン１は、自動車に搭載される
公知の４サイクル火花点火式エンジンで、燃焼用空気を
エアクリーナ（図示省略）、吸気管２、スロットル弁３
を経て吸入する。

また、燃料は、図示しない燃料系から各気筒に対応し
て設けられた電磁式燃料噴射弁４を介して供給されるこ
ととなっている。燃焼後の排ガスは、排気マニホルド
５、排気管６、触媒コンバータ７を経て大気中に放出さ
れることとなっている。

前記吸気管２のスロットル弁３上流側には、吸入空気
量Qaを検出する熱線式エアフロメータ８が付設され、ま
た、吸気管２にはアイドルスチッチ９および吸気温度を
検出する吸気温度センサー10が付設されている。前記エ
アフロメータ８および吸気温度センサー10はアナログ電
圧信号を出力する。

さらに、前記排気マニホルド５には、排ガス中の酸素
濃度から空燃比を検出し、空燃比が理論空燃比より小さ
い（即ち、リッチ）と高レベル、理論空燃比より大きい
（即ち、リーン）と低レベルの電圧を出力するO₂センサ
ー11が付設されている。

前記エンジン１の点火栓15に所定間隔で電流を供給す
るデイストリビュータ16には、エンジン１のクランク軸
の回転速度を検出するクランク角センサー12が付設され
ており、該クランク角センサー12は、回転速度に応じた
周波数のパルス信号を出力する。符号17はイグニッショ
ンコイルである。

符号18は自動車の変速機であり、該変速機18のシフト
レバー部19には、シフトレバー20のシフト位置を検出
し、エンジン１と駆動系とが連結状態にある場合に信号
を出力する連結状態検出手段13が付設されている。該連
結状態検出手段13は、例えばインヒビダススイッチから
なっており、シフトレバー20がニィートラル以外にシフ
トされた場合に信号を出力する。

また、前記エンジン１のウォータジャケット21には、
冷却水温度Twを検出する水温センサー14が付設されてい
る。該水温センサー14は、アナログ電圧信号を出力す
る。

上記各センサー８〜14からの検出信号は制御ユニット
22に入力され、該制御ユニット22は、前記各検出信号に
基づいて燃料噴射量を演算する回路で、電磁式燃料噴射
弁４の開弁時間を調整する如く作用する。

ついで、第２図により前記制御ユニット22について説
明する。

前記制御ユニット22は、電磁式燃料噴射弁４の燃料噴
射量を演算するマイクロプロセッサ（以下、CPUとい
う）23と、クランク角センサー12からの信号によりエン
ジン回転数Neをカウントする回転数カウンタ24と、デジ
タル入力ポート25と、アナログ入力ボート26と、プログ
ラム動作中一時使用される一時記憶ユニット（以下、RA
Mという）27と、プログラムや各種の定数等を記憶して
おく読み出し専用メモリ（以下、ROMという）28と、燃
料噴射時間制御用のカウンタ29と、電磁式燃料噴射弁４
を駆動する電力増幅器30と、前記CPU23への信号授受を
行うコモンバス31とを備えている。

前記デジタル入力ポート25は、O₂センサー11の出力を
所定比較レベルと比較する比較器の出力信号、アイドル
スイッチ９からのON・OFF信号、連結状態検出手段13か
らの出力信号をCPU23に伝達する。

前記アナログ入力ポート26は、アナログマルチプレク
サとＡ−Ｄ変換器からなっており、エアフロメータ８か
らの信号、吸気温度センサー10、水温センサー14からの
信号をＡ−Ｄ変換してCPU23に読み込ませる機能を有す
る。

前記RAM27には、電源回路32を介して電源が供給され
ることとなっているが、該電源回路32はバッテリ33に対
して直接接続され、常時電源が印加されるようになって
いる。一方、符号34で示す電源回路は、前記RAM27以外
の部分に電源を供給するものであり、キースイッチ35を
介してバッテリ33に接続されている。

そして、上記CPU23は、エンジン１の吸入空気量Qaを
検出するエアフロメータ８の出力に対して所定のナマシ
処理を施し、そのナマシ値に基づいて電磁式燃料噴射弁
４による燃料噴射量を設定する如く作用する燃料制御手
段と、エンジン１と駆動系との連結状態を検出する連結
状態検出手段13により非連結状態が検出された場合には
連結状態にある場合に対してナマシ値がエアフロメータ
の出力に近付くように前記ナマシ処理のナマシ度合を小
さくするナマシ度合変更手段とを兼ねることとなってい
る。

以下、第３図に示すフローチャートを参照して、上記
CPU23の機能を詳述する。

キースイッチ35およびスタータスイッチ（図示省略）
がONしてエンジン１が始動されると、ステップS₁におい
て、エアフロメータ８からの検出吸入空気量Qa、吸気温
度センサー10からの吸気温度Ta、O₂センサー11からの出
力、クランク角センサー12からのエンジン回転数Ne、水
温センサー14からの冷却水温度Tw等の各種信号の読み込
みが実行される。

次に、ステップS₂において、CPU23により、前記検出
吸入空気量Qaとエンジン回転数Neとにより体積効率
（生）Ve（０）＝Qa/Neの演算がなされ、得られた体積
効率（生）Ve（０）に基づいて、ステップS₃においてナ
マシ処理に使用される２種のナマシ値Veff,Vefsが演算
され、その結果がRAM27に格納される。該ナマシ値Veff,
Vefsの演算は、次式により行なわれる。

Ve（ｉ）＝Ve（ｉ−１）（α）＋Ve（０）（１−α）ここで、Ve（ｉ）は今回のナマシ値 Ve（ｉ−１）は前回のナマシ値 αは係数そして、前記係数αの値を適当に選定することによっ
て前回のナマシ値Ve（ｉ−１）と体積効率（生）Ve
（０）との影響度合を変えることにより、小さなナマシ
値Veffあるいは大きなナマシ値Vefsの演算が行なわれる
のである。なお、エアフロメータ８の計測値変化、小さ
なナマシ値Veffを用いてナマシ処理した場合の吸入空気
量変化および大きなナマシ値Vefsを用いてナマシ処理し
た場合の吸入空気量変化は、第４図図示の通りとなる。

上記演算が終了すると、CPU23による制御はステップS
₄に進み、連結状態検出手段13からの信号入力があるか
否か（足ち、変速機18がギヤイン状態にあるか否）かの
判定がなされ、ギヤインと判定された場合には、CPU23
による制御はステップS₁₀に進み、その時のナマシ値Vef
として、RAM27から読み出された小さなナマシ値Veffと
大きなナマシ値Vefsのうち大きい方が選択される。つい
で、CPU23による制御はステップS₇に進み、前記ナマシ
値Vefに基づいたナマシ処理を施すことにより基本燃料
噴射量Tpが演算され、ステップS₈において該基本燃料噴
射量Tpに対して各種の補正値（例えば、吸気温補正、暖
機増量補正等）を加算することにより燃料噴射量Tiの演
算が行なわれる。かくして得られた燃料噴射量Tiによ
り、ステップS₉において電磁式燃料噴射弁４に対して噴
射指令が出力される。上記のようなナマシ値選択を行う
と、第４図から明らかな如く、加速時および減速時にお
いては、アフロメータ８の計測値に対して大きな補正が
かけられることとなる結果、加速時における空燃比のオ
ーバーリッチおよび減速時における空燃比のオーバーリ
ーンが抑制され、有負荷加速運転時における加速性が向
上するとともに、有負荷減速運転時における減速ショッ
クが抑制されることとなる。

一方、ステップS₄においてギヤインでない（即ち、ニ
ュートラル）と判定された場合には、CPU23による制御
はステップS₅に進み、無負荷運転か否かの判定がなされ
る。一般に、マニュアルタイプの変速機の場合にもオー
トタイプの変速機の場合にも同一のCPU23による制御を
行うこととなっているため、上記判定により、変速機18
がマニュアルタイプのものであるかオートタイプのもの
であるかを選別しているのである。ここで無負荷運転と
判定された場合には、CPU23による制御はステップS₁₁に
進み、その時のナマシ値Vefとして、RAM27から読み出さ
れた小さなナマシ値Veffが選択される。ついで、CPU23
による制御はステップS₇に進み、前記と同様にして基本
燃料噴射量Tbおよび燃料噴射量Tiが演算され、電磁式燃
料噴射弁４による燃料噴射が行なわれる。上記のように
ナマシ値選択を行うと、第４図から明らかな如く、加速
時および減速時においては、アフロメータ８の計測値に
対して小さな補正がかけられることとなる結果、加速時
における空燃比が稍オーバーリッチに、減速時における
空燃比が稍オーバーリーンに制御される。従って、無負
荷加速運転時においては若干のエンジン噴き揚がりがあ
るものの、問題となるほどではなく、無負荷レーシング
時におけるアフターバーンが防止されることとなる。

そして、ステップS₅において有負荷運転（即ち、変速
機18がオートタイプである）と判定された場合には、CP
U23による制御ステップS₆に進み、RAM27から読み出され
た小さなナマシ値Veffと大きなナマシ値Vefsのうち小さ
い方が選択される。ついで、CPU23による制御はステッ
プS₇に進み、前記と同様にして基本燃料噴射量Tpおよび
燃料噴射量Tiが演算され、電磁式燃料噴射弁４による燃
料噴射が行なわれる。

上記実施例では、ギヤイン状態（即ち、有負荷運転
時）においては、加速時にも減速時にも大きなナマシ値
Vefsを用いたナマシ処理が施されるようにしているが、
加速時においては、小さなナマシ値Veffを用いたナマシ
処理を施すようにする場合もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の実施例を説明するための装置の全体
構成図、第２図は第１図図示の装置における制御回路の
ブロック図、第３図は第２図図示のマイクロプロセッサ
の機能を説明するためのフローチャート、第４図は加速
時および減速時におけるエアフロメータ計測値変化、大
きなナマシ値によるナマシ処理を施した場合の吸入空気
量変化および小さなナマシ値によるナマシ処理を施した
場合の吸入空気量変化を示す特性図、第５図は加速時お
よび減速時における空燃比の変化、吸入空気量変化を示
す特性図である。１……エンジン４……燃料噴射弁８……エアフロメータ９……アイドルスイッチ 12……クランク角センサー 13……連結状態検出手段 22……制御ユニット

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの吸入空気量を検出するエアフロ
メータの出力に対して所定のナマシ処理を施し、そのナ
マシ値に基づいて燃料噴射弁による燃料噴射量を設定す
る如く作用する燃料制御手段を備えたエンジンの燃料制
御装置であって、エンジンと駆動系との連結状態を検出
する連結状態検出手段と、該連結状態検出手段により非
連結状態が検出された場合には連結状態にある場合に対
してナマシ値がエアフロメータの出力に近付くように前
記ナマシ処理のナマシ度合を小さくするナマシ度合変更
手段とが付設されていることを特徴とするエンジンの燃
料制御装置。