JPH0331538A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 概要 内燃機関への燃料供給の遮断制御中に、内燃機関の回転
速度とその時間変化率とに基づいて燃料供給の再開時刻
を予測し、少なくともその再開時刻以前にスロットル弁
を開いておくことによって、前記遮断制御中における回
転速度の低下を１円滑、かつ速やかに行うとともに、燃
料供給の再開後の燃焼を円滑に行い、回転速度の不所望
な低下を防止する。

産業上の利用分野 本発明は、予め定める条件が満足されると内燃機関への
燃料供給を遮断するようにした内燃機関の制御装置に関
する。

従来の技術 スロットル弁が全閉状態での減速時などでは、排ガス浄
化装置の触媒の過熱防止や、燃料の節約などのために、
内燃機関ｌ＼の燃料供給を遮断（以下、「燃料カット」
という。）するようにした構成が用いられている。燃料
カット条件は、前述のようにスロットル弁が全開状！ｇ
において、内燃機関の回転速度が予め定める値の燃料カ
ット回転数以上となっていることであり、この条件が成
立することによって燃料カット制御が実施される。

一方、スロットル弁に関連して、ダッシュポットやスロ
ットルポジショナなどと称される減速制御装置が設けら
れている。内燃機関が定常運転状態や加速状態から減速
運転に移ると、吸気管壁や吸気弁に付着していた燃料が
急激に蒸発し、混合気が一時的に過濃となる。また、体
積効率が低下し、着火不良を招く、このような不具合の
原因となるスロットル弁の急開を防止するために、該減
速制御装置が設けられている。

前述のようにして燃料カット制御が行われ、内燃機関の
回転数が前記燃料カット回転数より低い燃料復帰回転数
未満となると、燃料供給が再開（以下、「燃料復帰」と
いう、）される、しかしながらキャブレタ一方式の内燃
機関では、吸入空気の流れによって燃料の霧化が行われ
るため、スロットル弁が開いてなければ、燃料の供給が
行われない。このため興型的な従来技術では、この燃料
復帰時点で、スロットル弁が予め定める開度に制御され
、燃？１復帰漫の回転数低下、すなわちエンストを防止
するように構成されている。

発明が解決しようとする課題 上述のような１足来技術では、燃料復帰直後の燃焼はや
や遅れ気味となり、回転数の低下防止にあまり効果がな
（、７％合によってはエンストを起こしてしまう、この
問題を解決するための他の従来技術として、前記燃料復
帰回転数よりも高い回転数で事前にスロットル弁を開い
ておき、燃料復帰時の燃焼を良くするようにした構成が
用いられている。

しかしながらこの構成では、回転数の低下率が小さいと
きには、スロットル弁を開くタイミングが速くなりすぎ
てしまい、回転数の低下を鈍らせてしまうことがある。

本発明の目的は、燃料カット制御中における内燃機関の
回転数の低下を円滑に行うことができるとともに、燃料
復帰後の回転数低下を確実に防止することができる内燃
機関の制御装置を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、予め定める粂件が満足されると、内燃機関ｌ
＼の燃料供給を遮断するようにした内燃機関の制御装置
において、 内燃機関の回転速度と、その時間変化率などとに基づい
て燃ｆ１供給の再開時刻を予測し、少なくともその再開
時刻以前に、スロットル弁を予め定める開度に制御する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置である。

作　　用 本発明に従えば、内燃機関への燃料供給が遮断されてい
るときには、内燃機関の回転速度と、その時間変化率な
どとに基づいて、燃料供給の再開時刻が予測されている
。この予測時刻付近において、少なくともその時刻以前
には、スロットル弁は予め定める開度に制御される。

したがって、内燃機関の回転速度が低下して燃料供給が
再開されたときには、既にスロットル弁は前記予め定め
る開度に制御されて燃焼室ｌ＼は混合気が到達しており
、このためキャブレタ一方式の内燃機関においても、燃
料供給再開後の回転速度の不所望な低下を防止すること
ができる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック区で
ある。内燃機関１０はキャブレタ一方式の内燃機関であ
り、したがって吸気口２から導入された燃焼用空気は、
エアクリーナ３で浄化された後、ベンチュリ４０で燃料
と混きされる。こうして発生された混合気は、吸気管４
を介して、該吸気管４に介在されるスロットル弁５でそ
の流人員が調整された後、サージタンク６から吸気管７
を経て、吸気弁９から内燃機関１０の燃焼室１１に供給
される。燃焼室１１には点火プラグ１２が設けられてお
り、この燃焼室１１からの排ガスは、排気弁１３を介し
て排出され、排気管１４から三元触媒１５を経て大気中
に放出される。

前記ベンチュリ４０には、燃料に空気を混入するエアブ
リード３８が設けられており、このエアブリード３８へ
の空気の流入量は、制御装Ｗ１からの出力に応答して、
流量制御弁３９への通電、・′非通電によって制御され
、こうして混合気の空燃比制御が行われる。制御装置１
はまた、内燃機関１０が運転されているときには、燃料
ポンプ３２を駆動し、エアブリード３８／＼燃料を供給
する。

前記スロットル弁５に関連して、スロットルポジショナ
３７と、該スロットル弁５の前後をバイバスする側路３
５とが設けられている。スロットルポジショナ３７は、
たとえばダイヤフラムを用いて構成されており、ダイヤ
フラム室に吸気負圧を導入するバキュームスイッチング
バルブを通電／非通電制御することによって、スロット
ル弁５の開度が制御される。なお、本発明の他の実施例
として、このスロットルポジショナ３７はモータなどに
よって実現されてもよい。

また、前記側路３５には流量制御弁３６が設けられてお
り、制御装置１によってこの流量制御弁３６が開度制御
され、アイドル回転数制御や燃料カット制御が行われる
。

前記吸気管４には吸入空気の温度を検出する吸気温度検
出器２１が設けられ、前記スロットル弁５にｒｆＩＪ連
してスロットル弁開度検出器２２が設けられ、サージタ
ンク６には吸気圧検出器２３が設けられる。また前記燃
焼室１１付近には冷却水温度検出器２４が設けられ、排
気管１４において、三元触媒１５より上流側には酸素濃
度検出器２５が設けられ、三元触媒１５より下流側には
排気温度検出器２６が設けられる。内燃機関１ｏの回転
数はクランク角検出器２７によって検出される。

制御装Ｗｔ１には、前記各検出器２１〜２７とともに、
車速検出器２８と、内燃機関１ｏを始動させるスタータ
モータ３３が起動されているかどうかを検出するスター
ト検出器２９と、冷房機の使用などを検出する空調検出
器３０と、該内燃機関１０がｔｒｒ載される自動車が自
動変速機付きであるときには、その自動変速機の変速段
がニュートラル位置であるかどうかを検出するニュート
ラル検出器３１とからの検出結果が入力される。

さらにまたこの制御装置１は、バッテリ３４によって電
力付勢されており、該制御装置１は前記各検出器２１〜
３１の検出結果、および電圧検出器２０によって検出さ
れるバッテリ３４の電源電圧などに基づいて、燃料供給
ｌや点火時期などを演算し、前記流量制御弁３つおよび
点火プラグ１２などを制御する。

第２［２Ｉは、制御装置１の具体的構成を示すブロック
図である。前記検出器２ｏ−２５の検出結果は、入力イ
ンタフェイス回路４１からアナログ／デジタル変ｆｉ器
４２を介して、−処理０路４３に与えられる。また前記
検出器２２．２７〜３１の検出結果は、入力インタフェ
イス回路４４を介して前記処理回Ｂ４３に与えられる。

処理回路４３内には、各種の制御用マツプや学習値など
を記憶するためのメモリ４５が設けられており、またこ
の処理回路４３には、前記バッテリ３４がらの電力が、
定電圧回路４６を介して供給される。

処理回路４３からの制（卸出力は、出力インタフェイス
回路４７を介して導出され、前記流量制御弁３９に与え
られて空燃比が制御され、またイグナイタ４８を介して
点火プラグ１２に与えられて点火時期が制御され、さら
にまたスロットルポジショナ３７に与えられて、後述す
る燃１１復帰時のスロットル弁開度が制御坪される。

前記排気温度検出器２６の検出結果は、制御装置１内の
排気温度検出回路４９に与えられ、その検出結果が異常
に高温であるときには、駆動回路５０を介して警告灯５
１が点灯される。

上述のように構成された制御装置１において、たとえば
長い下り坂の走行中などで、スロットル弁５が全開状態
とされて減速している渇き、クランク角検出器２７によ
って検出される内燃機関の回転数ＮＥが、たとえば１２
００〜１３０ｏｒＩ：Ｉｍ程度の燃料カット回転数ＮＡ
以上であるときには、燃料カット条件が成立し、側路３
５に介在される流ＪＬ　ＩＩＩ御弁３６への通電が停止
され、これによって燃焼室１０への混会気の供給が遮断
されるとともに、吸入空気の流れが停止してベンチュリ
４０での燃料の霧化も停止し、こうして燃「Ｉカット制
御が行われる。

この燃料カット制御によって前記回転数ＮＥが低下して
ゆき、前記燃料カット回転数ＮＡよりも低い燃料復帰回
転数Ｎ８未満となると、燃料カット条件が不成立となり
、流ｍ制御弁３６が開き燃料供給が再開される。

また、燃料供給を再開するにあたって、制御装置１は燃
料供給の再開される燃ｔ１浚帰時刻Ｌ１を予測し、その
時刻ｔ１の前後の予め定める時間Ｗ１、Ｗ２に亘−って
、スロットルポジショナ３７を動作させ、スロットル弁
５の開度を予め定める値として燃焼用空気を供給する。

この燃料復帰時刻１１は、以下のようにして予測される
。

制御装置１は、予め定めるサンプリング周期ＴＳ毎に回
転数ＮＥを測定しており、回転数ＮＥが第３図（１）で
示されるように低下してゆくとき、今回の測定値ＮＥか
ら、前回の測定値Ｎ　Ｅ　ｏｔ、ｏを減算して、回転数
の時閏変化率へＮＥを求め、下式で示されるように、こ
の時間変化率ΔＮＥ、と現在の回転数ＮＥとから、前記
燃料復帰回転数ＮＢとなるまでの所要時間Ｗ３を演算し
て求める。

ただしＲは適き定数であり、次の理由で設けられている
。

燃料カット制御による回転数の時閘変化率へＮＥは、回
転数ＮＦ、が低くなるほど小さくなる。したがって、前
記第１式においてこの適合定数Ｒがないと、第３図から
明らかなように、成る時刻ｔ０で求めた時間Ｗ３は、実
際には時Ｅ　Ｗ　４を求めてしまうことになる。このた
め、時間Ｗ３をより正確に求めるための補正項として、
該３１１　合定数Ｒが用いられる。

この遠き定数Ｒは、内燃機関１０が無負荷であるとき、
すなわちニュートラル検出器３１によってクラッチが遮
断状態であることが検出されているときには、第４図に
おいて参照符１１で示されるように選ばれ、また負荷が
接続されているとき、すなわちクラッチが接続状態であ
るときには、第４図において参照ｐｌ　２で示されるよ
うに選ばれる。

これはクラッチが遮断されているときには、回転速度Ｎ
Ｅは一定の開会て速やかに低下するので、前記時間の比
Ｗ　３　／　Ｗ　４はほぼ１け近であるのに対して、ク
ラッチが接続されているときには、走行している坂道の
傾斜の程度や現在の回転数ＮＥなどによって、該回転数
ＮＥの低下の程度が異なるので、前記比Ｗ３／Ｗ４が１
よりかなり大きくなるのを補正するためである。この第
４図で示されるグラフは、メモリ４５内にマツプとして
ストアされている。

前記第４図で示されるグラフに基づいて適合定数Ｒが決
定され、燃料供給の再開開始時刻ｔ１が予測されると、
制御装置１は、その時刻ｔ１から予め定める時間Ｗ１だ
け以前の時刻ｔ２において、すなわちＷ３・・でＷｌと
なった時点から、第３図（２）で示されるようにスロッ
トルポジショナ３７を動ずヤさせ、スロットル弁５を予
め定める開度に保持する。また、燃料復帰時刻ｔ１以後
は燃料カット染件が不成立となり、流量制御弁３６も開
かれる。

前記時間Ｗ１は、内燃機関１０が前記燃料復帰回転数Ｎ
Ｂよりも若干高い回転数において、混合気がスロットル
弁５から吸気弁９までの吸気経路を通過するのに要する
時間にほぼ等しく選ばれる。

このようにして、燃料復帰時刻ｔ１以前から燃焼室１１
へ混き気の供給が開始され、該時刻ｔ１には、既に混き
気が燃焼室１１へ到達しているため、燃料復帰直後から
１円滑な燃焼を行うことができ、回転数ＮＥがさらに低
下するようなことはなく、こうして確実にエンストを防
止することができる。また、スロットル弁５の駆動開始
時刻ｔ、　２は、上述のような燃料復帰直後縛後の回転
数低下を防止可能な時刻のうち、燃料復帰時刻ｔ１に最
も近い時刻であり、したがって従来技術の項で述べたよ
うな回転数ＮＨの低下を鈍らせることなく、速やかに低
下させることができる。

前記時刻１１から予め定める時間Ｗ２経過渣の時刻し３
までは、スロットルポジショナ３７は動作されたままと
され、燃焼の安定化が図られる。

第５図は、上述のような燃料ｆｌ　４ｉ制御動４１を説
明するためのフローチャートである。ステップｒ１１で
は、燃料カット制御が行われているかどうがが判断され
、そうであるときにはステップｎ　２で、クランク角検
出器２７や、ニュートラル検出器３１の検出結果などに
基づいて、前記第１式から燃料復帰時刻ｔ１までの所要
時間Ｗ３が算出される。

ステップｎ３では、前記ステラ７　ｎ　２で算出された
時間ｗ３が予め定める時間ｗ１未満であるがどうか、す
なわち前記時刻ｔ２〜ｔ１間であるかどうかが判断され
、そうであるときにはステップｎ　４で、スロットルポ
ジショナ３７が駆動されてスロットル弁５が予め定める
開度に制御され、動作を終了する。前記ステップｒ＋　
３において、時間Ｗ３が時間Ｗ１以上であるとき、すな
わち前記時刻ｔ２に達していないときには直接動作を終
了する。

前記ステップ「１１において、燃料カット制御が行われ
ていないときにはステップｎ５に移り、燃マ１　ｆＸ帰
時刻ｔ１から予め定める時ｒｒＡＷ２だけ経過したかど
うか、すなわち前記時刻ｔ３以降であるかどうかが判断
され、そうでないときにはスロットルポジショナ３７は
駆動されたままとして直接動作を終了し、そうであると
きにはステラ１０６で、スロットルポジショナ３７の駆
動が停止されて動作を終了する。

第６図は５本発明の池の実施例の構成を示すブロック図
である。この実施例では、内燃機関１０はキャブレタ一
方式ではなく、吸気管７に燃料噴射弁８を設けた噴射制
御方式である。吸気管７を介する燃焼用空気に、燃料噴
射弁８の通電期間だけ燃料が噴射され、こうして混合気
の空燃比が、吸入空気温度や冷却水温度などに対応して
高精度に制御される。

発明の効果 以上のように本発明によれば、内燃機関の回転速度とそ
の時間変化率などとに基づいて、燃料供給の再開時刻を
予測し、少なくともその時刻以前には、スロットル弁を
予め定める開度にＩＩＩ　（ｉｆするようにしたので、
燃料供給の再開時には混合気は燃焼室へ到達しており、
その再開直後から円滑な燃焼を行うことができる。また
、スロットル弁の制御ｌ開始タイミングが速くなりすぎ
ることはない。

したがって、キャブレタ一方式の内燃機関であっても、
燃料供給再開後の回転速度の低下を確実に防止すること
ができるとともに、燃料遮断制御中における回転速度の
低下を円滑、かつ速やかに行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実ｌ１１ＩＮの構成を示すブロック
図、第２図は制御装置１の具体的構成を示すブロック図
、第３図は燃料復帰制御時におけるスロットル弁５の駆
動タイミングを説明するためのグラフ、第４図は内燃機
関の回転数ＮＥと前記駆動タイミングの決定に用いられ
る適か定数Ｒとの関係を示すグラフ、第５図は燃料復帰
制御動作を説明するためのフローチャート、第６図は本
発明の池の実施例の構成を示すブロック図である。 １・・・制御装置、４．７・・・吸気管、８・・・燃料
噴射弁、１０・・・内燃機関、１４・・・排気管、２０
〜３１・・・検出器、３６．３９・・・流量制御弁、３
７・・・スロツＩ・ルポジショナ、３８・・・エアブリ
ード、４０・・・ベンチュリ、４３・・・処理回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 予め定める条件が満足されると、内燃機関への燃料供給
   を遮断するようにした内燃機関の制御装置において、 内燃機関の回転速度と、その時間変化率などとに基づい
   て燃料供給の再開時刻を予測し、少なくともその再開時
   刻以前に、スロットル弁を予め定める開度に制御するこ
   とを特徴とする内燃機関の制御装置。