JP4415520B2 - 多気筒エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒エンジンのうち一部の気筒への燃料噴射を休止するようにした多気筒エンジンの燃料噴射制御装置に関し、特に、休止気筒を決定するための制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両の燃料タンク残量が僅かになった時、車両のインストルメントパネルに設置したランプを点灯してその旨を報知し、運転者に給油を催促するものが知られている。しかしながら、このような報知にも拘わらず、燃料残量がゼロ（いわゆるガス欠）となってしまい、車両が走行不能状態になるという事例は未だに発生している。走行不能状態となっても、給油すれば再び走行可能となる場合はよいが、例えばディーゼルエンジンの場合、燃料が無くなった際に燃料噴射ポンプ内に気泡が発生し、それが原因で給油しても燃料噴射ポンプが正常に作動せず車両走行に支障が生じるおそれがあった。
【０００３】
そこで、燃料残量を知らせるランプに加え、ランプ点灯後も車両走行を継続しようとする運転者に対して、更に燃料残量が僅かであることを警告する別の手段が望まれている。その一手法として、エンジンストールしない範囲で燃料カットを行い、エンジン出力の低下による挙動を運転者に伝え、ガス欠状態に近いことを知らせることが考えられている。
【０００４】
燃料カット手法としては、多気筒エンジンの各気筒に対して休止気筒を決め、その休止気筒について燃料噴射を停止するようにしていた。例えば６気筒のエンジンの場合、その半分の気筒（３気筒分）の燃料噴射を停止すると間引き率＝１／２の燃料カットが実施でき、２気筒分の燃料噴射を停止すると間引き率＝１／３の燃料カットが実施できる。
【０００５】
しかしながら、間引き率＝１／２の燃料カットではエンジンストールが発生する可能性があるのに対し、間引き率＝１／３の燃料カットではエンジンストールの可能性は解消されるものの、燃料カットの挙動を運転者に伝えることができないという問題が発生する。こうした問題を解消するには、中間の間引き率（例えば、２／５）で燃料カットを実施することが考えられるが、既存の装置ではこの中間の間引き率で燃料カットを実施することはできなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に着目してなされたものであって、その目的とするところは、任意の間引き率に対し、その間引き率に応じた適切な燃料カットを実施することができる多気筒エンジンの燃料噴射制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、加算値Ｋを求める手段は、燃焼気筒ｍ個（ｍは自然数）分の期間でｎ回（ｎは自然数、但しｎ＜ｍ）の燃料カットが実施されたときの多気筒エンジンの間引き率をｎ／ｍとするとき、その間引き率ｎ／ｍと所定値Ｌ（Ｌは自然数）とから演算式「ｎ÷ｍ×Ｌ」で求まる値である加算値Ｋを求める。カウンタ手段は、前記燃焼気筒毎の噴射量を演算する都度、この求められた加算値Ｋをカウンタ値Ｃに加算するようにカウンタ値Ｃをインクリメントする。燃料カット制御手段は、前記カウンタ手段のカウンタ値Ｃが前記所定値Ｌ以上となり、且つ同カウンタ手段のカウンタ値Ｃが前記所定値Ｌの正の整数倍の値に達する都度、その時の燃焼気筒への燃料噴射を休止する。
【０００８】
この場合、燃焼気筒ｍ個分の期間を考えると、その期間内に上述のようにインクリメントされるカウンタ値Ｃは、Ｃ＝ｍ×Ｋ＝ｍ×（ｎ÷ｍ×Ｌ）＝ｎ×Ｌ
となる。従って、燃焼気筒ｍ個分の期間ではｎ回の燃料カットが実施されることとなる（ｎ気筒分の燃料噴射が休止される）。これは勿論、間引き率ｎ／ｍの燃料カットが実現できることを意味する。その結果、任意の間引き率に対し、その間引き率に応じた適切な燃料カットを実施することができるようになる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、前記カウンタ手段のカウンタ値Ｃが所定値Ｌ以上となった時、カウンタ値Ｃから所定値Ｌを減算するカウンタ減算手段を更に備え、カウンタ減算後の次回の噴射量演算時において、前記カウンタ手段はカウンタ減算手段の減算結果に対して加算値Ｋを加算する。本構成では、毎回同一の所定値Ｌを用いて燃料カット実施の判定が実施される。かかる場合にも所望の燃料カット動作が実現できる。
【００１０】
本発明では、請求項３に記載したように、前記所定値Ｌを「１００」とし、前記加算値Ｋを間引き率ｎ／ｍの百分率相当の値とすると良い。この場合、所望の間引き率の燃料カットが１％以下の精度で実現できる。なお、所定値Ｌを大きくするほど、間引きの精度は向上する。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、間引き率ｎ／ｍを指定する手段と、該指定した間引き率ｎ／ｍに応じた加算値Ｋを算出する手段とを更に備える。これは、間引き率ｎ／ｍを可変に設定し、その都度の間引き率ｎ／ｍに対応させつつ燃料カットを実施するものであり、間引き率が変更される場合でもあっても燃料カットが適正に実施できる。
【００１２】
請求項５に記載の発明では、燃料タンク内の燃料残量を検出する手段を有し、該検出した燃料残量が所定値に達した時、前記カウンタ手段及び燃料カット制御手段による燃料カットを実施する。つまり、燃料残量の報知手段として本発明の燃料カット手法を用いることにより、エンジンストールを防止しつつ、燃料残量の報知を確実に実施することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明が適用された第１の実施の形態である内燃機関の燃料噴射制御装置について図面を用いて説明する。なお本実施の形態では、車両用６気筒エンジンを制御対象として説明することとする。
【００１４】
図１は、内燃機関の燃料噴射制御装置のシステム構成を示すブロック図である。図１において、エンジンＥＣＵ１０は、入力回路部１１、マイコン（マイクロコンピュータ）１２、出力回路部１３を備える。入力回路部１１は、燃料残量を検出する燃料残量センサ２１、エンジン回転数を検出するクランク角センサ２２、アクセル開度を検出するアクセルセンサ２３などの各種センサからの信号を入力するためのものであり、入力情報はマイコン１２に伝えられる。
【００１５】
マイコン１２は、入力回路部１１からの信号に基づきエンジンに対する最適制御量を演算し、その演算結果を受け出力回路部１３を駆動するための駆動信号を出力する。出力回路部１３はこの駆動信号を受けて、インジェクタ４１やその他アクチュエータ類４２を駆動する。なお、インジェクタ４１はエンジンの気筒数分（本実施の形態では６つ）設けられており、各インジェクタ４１は個別に駆動される。
【００１６】
また、燃料残量センサ２１の信号はメータＥＣＵ５にも入力される。メータＥＣＵ５は、燃料残量が所定値以下（例えば、５リットル以下）となった場合に、インストルメントパネルに設けた報知ランプ５１を点灯させ、運転者に給油を催促する。
【００１７】
次に、上記エンジンＥＣＵ１０により実施される燃料噴射制御の概要を説明する。図２は、マイコン１２内で実行される燃料噴射量の演算処理を示すフローチャートであり、ベースルーチンで実行される処理を示す。
【００１８】
図２において、ステップ１０１では、クランク角センサ２２、アクセルセンサ２３などの各種センサからの信号を読み込み、ステップ１０２では、この情報を基に噴射量を算出する。
【００１９】
その後、ステップ１０３では、燃料残量センサ２１からの信号により燃料残量が所定値以下（例えば、１リットル以下）であるかを判断し、所定値以下でない場合はステップ１０４以降の処理を行わず、ステップ１０１にリターンする。なお本実施の形態では、前述の通り燃料残量が５リットルを切った場合にはメータＥＣＵ５により報知ランプ５１を点灯し、更に１リットルを切ったらステップ１０４以降の制御により挙動による報知を行わせることとしている。
【００２０】
ステップ１０４では、カウンタを加算値Ｋだけ加算し、カウンタ値Ｃをインクリメントする。加算値Ｋは、その時の間引き率ｎ／ｍと所定値Ｌとから求まる値であり、Ｋ＝ｎ／ｍ×Ｌである。その後、ステップ１０５では、カウンタ値Ｃが所定値Ｌ以上であるか否かを判別し、所定値Ｌより小さければステップ１０６以降の処理を行わずにリターンし、所定値Ｌ以上であればステップ１０６に進む。
【００２１】
ステップ１０６では、今回の燃焼気筒について燃料噴射を停止させるべく、ステップ１０２で求めた噴射量をゼロとする。続くステップ１０７では、現在のカウンタ値Ｃから所定値Ｌを減算して新たなカウンタ値Ｃをセットし、その後リターンする。
【００２２】
なお本実施の形態では、ステップ１０４が特許請求の範囲に記載した「カウンタ手段」に、ステップ１０６が同「燃料カット制御手段」に、ステップ１０７が同「カウンタ減算手段」に、それぞれ相当する。
【００２３】
図３は、図２で求めた噴射量で燃料噴射を実行するための処理を示し、図３の処理は噴射タイミング毎（６気筒エンジンの場合、１２０°ＣＡ毎）にマイコン１２により実行される。図３のステップ２０１では、マイコン１２は、図２で求めた噴射量となるように出力回路部１３に対して駆動信号を出力する。このとき、前述の図２の処理で噴射量＝０がセットされていれば、インジェクタ４１から燃料が噴射されることはない。
【００２４】
次に、図４のタイムチャートを用い、燃料カットの制御動作をより具体的に説明する。ここでは、間引き率ｎ／ｍ＝２／５、所定値Ｌ＝１００である場合を例に説明する。加算値Ｋは前述の通りＫ＝ｎ／ｍ×Ｌで求められ、ｎ／ｍ＝２／５、Ｌ＝１００の場合、Ｋ＝４０である。なお、所定値Ｌ＝１００であれば、加算値Ｋは間引き率ｎ／ｍの百分率相当の値となる。各気筒の燃焼順序は便宜上、１→２→３→４→５→６としている。
【００２５】
図４において、カウンタ値Ｃは噴射量演算毎に４０（加算値Ｋ）ずつ加算され、第３気筒ではカウンタ値Ｃが１２０になり、所定値Ｌ以上となる。これにより第３気筒について燃料カット（Ｆ／Ｃ）が実施される。またこのとき、カウンタ値Ｃから所定値Ｌが減算され、カウンタ値Ｃが２０になる。その後、同様にカウンタ値Ｃが順次加算され、第５気筒では再びカウンタ値Ｃが所定値Ｌ以上となり、当該気筒で燃料カット（Ｆ／Ｃ）が実施される。それ以降同様に、カウンタ値Ｃに基づいて燃料カットが実施される。
【００２６】
図４によれば、燃焼気筒各５個分の期間Ｔ１，Ｔ２において、それぞれ２回の燃料カットが実施される（２気筒分の燃料噴射が休止される）。これは、間引き率２／５の燃料カットが実現できることを意味する。勿論、エンジン機種等の違い等により間引き率ｎ／ｍを変更する場合にも、任意の間引き率で所望の燃料カット動作が実現できる。何れにしても、Ｋ＝ｎ／ｍ×Ｌとし、噴射量演算毎に加算値Ｋを加算してカウンタ値Ｃを算出し、そのカウンタ値Ｃが所定値Ｌ以上になった時に燃料カットを実施すれば良い。この場合、間引き率が何れであっても定数を変更するだけで対応でき、その都度プログラムを修正する必要はない。
【００２７】
以上詳述した本実施の形態によれば、任意の間引き率に対し、その間引き率に応じた適切な燃料カットを実施することができるようになる。この場合、休止気筒を指定する従来装置の１／２，１／３といった単純な間引き率ではなく、６気筒エンジンでの間引き率２／５といった不規則な燃料カットが実現可能となる。
【００２８】
上記図２の処理に関して言えば、燃料残量の報知処理が適正に実施できる。つまり、エンジンストールを防止しつつ、燃料残量（ガス欠状態）の報知を確実に実施することが可能となる。
【００２９】
また、図４からも分かるように、連続する気筒で燃料カットが実施されるのではなく、燃料カット気筒はほぼ均等に割り振られる（但し、間引き率が１／２を越える場合を除く）。それ故、エンジンの挙動が安定する。
【００３０】
所定値Ｌを「１００」とし、加算値Ｋを間引き率ｎ／ｍの百分率相当の値としたので、所望の間引き率の燃料カットが１％以下の精度で実現できる。なお、所定値Ｌを大きくするほど、間引きの精度は向上する。マイコン１２での演算処理を考え、所定値Ｌとして２のベキ乗（例えば、２^8＝２５６）の数値を当てることも可能である。
【００３１】
（第２の実施の形態）
次に、本発明における第２の実施の形態について、上述した第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。本実施の形態では、その都度の実施条件に応じて間引き率を可変に設定し、その間引き率に応じて燃料カット制御を実施する。
【００３２】
図５は、本実施の形態における燃料噴射量の演算処理を示すフローチャートであり、この処理は前述の図２の処理に置き換えて実施される。なお、図５では、図２と同じ処理について同一のステップ番号を付してその説明を簡略する。
【００３３】
図５において、噴射量演算後のステップ３０１では、燃料カットの実施条件が成立するか否かを判別する。この実施条件は、例えば、前述した燃料残量が所定値以下となる場合に加え、加速状態でアクセルペダルがＯＦＦされ減速状態に移行する場合に成立する。因みに、車両減速時の燃料カット実施により燃費が低減できる。
【００３４】
ステップ３０１がＹＥＳであればステップ３０２に進み、その都度の燃料カットの実施条件に応じて間引き率ｎ／ｍを指定する。具体的には、
（１）燃料残量が３リットル以下になった場合、間引き率ｎ／ｍを２／５とする。
（２）燃料残量が１リットル以下になった場合、間引き率ｎ／ｍを１／４とする。
（３）アクセルＯＦＦに伴い減速状態に移行する場合、間引き率ｎ／ｍを３／１０とする。
【００３５】
続くステップ３０３では、前記指定した間引き率ｎ／ｍと所定値Ｌとから加算値Ｋを算出する（Ｋ＝ｎ／ｍ×Ｌ）。所定値Ｌ＝１００の場合、上記（１）ではＫ＝４０、上記（２）ではＫ＝２５、上記（３）ではＫ＝３０となる。
【００３６】
ステップ１０４以降、前記図２と同様に、加算値Ｋを毎回積算してカウンタ値Ｃを算出し、カウンタ値Ｃが所定値Ｌ以上となった時に噴射量を０とすると共にカウンタ値Ｃから所定値Ｌを減算する。
【００３７】
以上本実施の形態によれば、間引き率ｎ／ｍが可変に設定される場合において、その都度の間引き率ｎ／ｍに対応させつつ燃料カットが適正に実施できる。上記図５の処理に関して言えば、燃料残量の報知処理、並びに燃料カットによる減速処理が適正に実施できる。燃料カットの適正化により、ひいては燃料消費量（燃費）の改善を図ることが可能となる。
【００３８】
なお本発明は、上記以外に次の形態にて具体化できる。
上記実施の形態では、カウンタ値Ｃが所定値Ｌ以上になった時、そのカウンタ値Ｃから所定値Ｌを減算したが、その減算処理を実施しないようにしても良い。この場合、カウンタ値Ｃが所定値Ｌ以上となり、且つ該カウンタ値Ｃが所定値Ｌの整数倍の値に達する都度、その時の燃焼気筒への燃料噴射を休止する。その具体的な動作を図６に示す。図６では前述の図４と同様に、間引き率ｎ／ｍ＝２／５、所定値Ｌ＝１００としている。
【００３９】
図６において、カウンタ値Ｃは噴射量演算毎に４０（加算値Ｋ）ずつ加算され、例えば、第３気筒でカウンタ値Ｃが所定値Ｌ（＝１００）以上となり、第５気筒でカウンタ値Ｃが所定値Ｌ×２（＝２００）以上となる。これにより、第３，第５気筒でそれぞれ燃料カット（Ｆ／Ｃ）が実施される。それ以降同様に、カウンタ値Ｃに基づいて燃料カットが実施される。図６によれば、前述の図４と同様に、燃焼気筒各５個分の期間Ｔ１，Ｔ２において、それぞれ２回の燃料カットが実施される（２気筒分の燃料噴射が休止される）。これは、間引き率２／５の燃料カットが実現できることを意味する。
【００４０】
複数の間引き率ｎ／ｍを選択的に指定する場合、複数の間引き率ｎ／ｍとそれに対応する加算値Ｋとの関係を予めテーブルデータとしてマイコンのＲＯＭ領域に格納しておき、必要に応じて間引き率ｎ／ｍ、加算値Ｋを各々呼び出し使用するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の燃料噴射制御装置のシステム構成を示すブロック図。
【図２】ベース処理を示すフローチャート。
【図３】割り込み処理を示すフローチャート。
【図４】燃料カット動作を示すタイムチャート。
【図５】第２の実施の形態におけるベース処理を示すフローチャート。
【図６】別の実施の形態における燃料カット動作を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１０…エンジンＥＣＵ、１２…マイコン。

Claims (5)

1. 多気筒エンジンの燃焼気筒毎に噴射量を演算すると共に、必要に応じて多気筒エンジンのうち一部の気筒への燃料噴射を休止するようにした多気筒エンジンの燃料噴射制御装置において、
   燃焼気筒ｍ個（ｍは自然数）分の期間でｎ回（ｎは自然数、但しｎ＜ｍ）の燃料カットが実施されたときの多気筒エンジンの間引き率をｎ／ｍとするとき、その間引き率ｎ／ｍと所定値Ｌ（Ｌは自然数）とから演算式「ｎ÷ｍ×Ｌ」で求まる値である加算値Ｋを求める手段と、
   前記燃焼気筒毎の噴射量を演算する都度、この求められた加算値Ｋをカウンタ値Ｃに加算するようにカウンタ値Ｃをインクリメントするカウンタ手段と、
   前記カウンタ手段のカウンタ値Ｃが前記所定値Ｌ以上となり、且つ同カウンタ手段のカウンタ値Ｃが前記所定値Ｌの正の整数倍の値に達する都度、その時の燃焼気筒への燃料噴射を休止する燃料カット制御手段と、
   を備えることを特徴とする多気筒エンジンの燃料噴射制御装置。
2. 前記カウンタ手段のカウンタ値Ｃが所定値Ｌ以上となった時、カウンタ値Ｃから所定値Ｌを減算するカウンタ減算手段を更に備え、
   カウンタ減算後の次回の噴射量演算時において、前記カウンタ手段はカウンタ減算手段の減算結果に対して加算値Ｋを加算する請求項１記載の多気筒エンジンの燃料噴射制御装置。
3. 前記所定値Ｌを「１００」とし、前記加算値Ｋを間引き率ｎ／ｍの百分率相当の値とする請求項１又は２記載の多気筒エンジンの燃料噴射制御装置。
4. 間引き率ｎ／ｍを指定する手段と、該指定した間引き率ｎ／ｍに応じた加算値Ｋを算出する手段とを更に備える請求項１乃至３の何れかに記載の多気筒エンジンの燃料噴射制御装置。
5. 燃料タンク内の燃料残量を検出する手段を有し、該検出した燃料残量が所定値に達した時、前記カウンタ手段及び燃料カット制御手段による燃料カットを実施する請求項１乃至４の何れかに記載の多気筒エンジンの燃料噴射制御装置。

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