JPH045443A - エンジンの燃料制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンの燃料制御装置に関し、特に高負荷
運転時の燃料を制御する装置に関するものである。

〔従来の技術］ 第１図は従来より用いられているエンジンの燃料制御装
置の一般的なンステム構成を概略的に示したもので、１
はエンジン、２はエンジン１のインテークマニホールド
、３はエンジン１の回転数（Ｎ）を検出する手段として
の回転数センサ、４はインテークマニホールド２の吸気
圧（ＭＡ　Ｐ　）を検出する手段としての吸気圧センサ
、５はスロットル開度（ＴＰ）を検出する手段としての
スロットル開度センサ、６は吸気温度（ＭＡＴ）を検出
する手段としてインテークマニホールド２に吸入される
空気の温度を検出する吸気温度センサである。

また、７はインテークマニホールド２の上流側に接続し
たインテークバイブ、８はインテークパイプ７の上流側
に接続したエアクリーナ、９はエンジン１の各シリンダ
（図示せず）内の混合ガスを点火させるためのディスト
リビュータである。

更に、１０は上記各センサ３．４．５．６からの出力を
読み込み、これらの出力から燃料噴射手段としてのイン
ジェクタ１１により燃料噴射量を制御する制御手段とし
てのコントロールユニットである。尚、１２はエンジン
１の排気マニホールドである。

次に、このようなシステム構成における従来の燃料制御
の動作を第４図に示すフローチャートｔａに基づき説明
する。

まず、このプログラムがスタートするとコントロールユ
ニット１０は、センサ３〜６の各出力からエンジン１の
回転数Ｎ、吸気圧ＭＡＰ、スロ。

トル開度ＴＰ、及び吸気温度ＭＡＴを読み込み（第４図
のステップＳ１）、続けて吸気圧ＭＡＰがこの回転数Ｎ
に関して加速・高負荷運転等をドライバーが要求してい
るパワーモード領域に在るか否かを第５図に示すメモリ
マツプ図によりチエツクする（同ステップＳ２）。

これは、第５図に示す各回転数におけるパワーモード領
域に対応するインテークマニホールド２の吸気圧ＭＡＰ
の闇値を示す境界線Ｆ１の上側（即ち、パワーモード領
域）にあるか否かをチエツクするものである。

この結果、ＭＡＰ＞Ｆｌのときには、後述するパワーモ
ード乙こ移行するが、そうでなければ、コントロールユ
ニット１０は続けてスロットル開度センサ５から読み込
んだアクセル（図示せず）の踏込に基づくスロントル開
度ＴＰがステップＳ１で読み込んだ回転数Ｎにおいてパ
ワーモート領域にあるか否かを第６図に示すメモリマツ
プ図によりチエツクする（同ステップＳ３）。

これは、上記と同様に第６図に示す各回転数にに関して
加速・高負荷運転等をドライバーが要求しているパワー
モード領域に対応するスロントル開度ＴＰの闇値を示す
境界線Ｆ２の上側（即ち、パワーモード領域）にあるか
否かをチエツクするものである。

ステップＳ３でもパワーモード領域に無い時はこのルー
チンを終了するが、ＴＰ＞Ｆ２でパワーモード領域にあ
ると判断すると、コントロールユニット１０はステップ
Ｓ１で読み込んだエンジン回転数Ｎと吸気圧ＭＡＰに対
応して決まるＡ／Ｆの値Ｆ３を第３図のメモリチーフル
（これはコントロールユニット１０に内蔵されている）
から求める（同ステップＳ６）。

そして、更にコントロールユニット１０は、エンジン回
転数Ｎと吸気圧ＭＡＰと吸気温度ＭＡＴから現在のＡ／
Ｆを周知の如く計算しく同ステ。

ブ５１０）、このＡ／Ｆが上記の値Ｆ３になるようにイ
ンジェクタ１１を制御する（同ステップ５１１）。尚、
このＡ／Ｆの制御は周知のように、現在のＡ／ＦとＦ３
とを比較してＡ／Ｆ＞Ｆ３であれば燃料の割合が少ない
（リーン）ので燃料噴射量を増やしてＡ／Ｆを低下させ
るようにコントロールユニット１０はインジェクタ１１
を制御卸し、逆にＡ／Ｆ＜Ｆ３であれば、Ａ／Ｆを増大
させるように制御を行う。

ここで、上記の所定値Ｆ３について説明すると、種々条
件が同一の場合にＡ／Ｆを大きい（リーン）方向から小
さい（リッチ）方向に変化させて行くと、第７図に示す
ように、成るＡ／Ｆ値（後述するＦ４）で最大トルクＴ
９が検出される。

しかしながら、現状では第７図に示すように、その点Ｆ
４における排気温度は、排気バルブ、排気マニホールド
等の排気系構成部品の耐久温度（第７図のｔ）を越えて
しまうことが知られている。

そこで、排気系構成部品の耐久温度ｔに対応するＡ／Ｆ
＝Ｆ３を所定値として設定するものであり、この場合、
所定値Ｆ３は第７図に示すように最大トルクＴ、に対応
するＡ／Ｆ値Ｆ４より小さい（リッチ）値になっている
。

尚、排気温度を下げるためには、第８図に示すようにＡ
／Ｆを一定にしておいて点火タイミングを進角させる方
法も考えられるが、この方法は、図中斜線で示すノッキ
ング領域との関係で制御が難しいので望ましい方法では
ない。

〔発明が解決しようとする課題〕 このように、従来より、エンジンの燃料制御において、
一般に加速・高負荷時等にはＡ／Ｆが濃くなるよう制御
しているが、第７図に示すグラフからも明らかなように
燃料噴射量を多くする（Ａ／Ｆを低下させる）にも関わ
らず、発生するトルりＴ、が最大トルクＴ、より小さく
なってしまい、燃費が悪くなる上にトルクダウンすると
いう問題点があった。

そこで、本発明はこの点に鑑みパワーモード領域におい
て燃費良くより大きなトルクを発生出来るエンジンの燃
料制御装置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〕

上記の目的を達成するため、本発明においては、各部品
の信転性は瞬時性能においては連続運転（ロングラン）
時より排気温度の規制も和らぎＡＺＦ値を太きく（薄＜
）して排気温度を上げても問題は無いことに着目し、瞬
時制御と連続制御とに分けてＡ／Ｆを制御すれば、瞬時
制御において最大トルクが実現できることに着目した。

このため、本発明に係るエンジンの燃料制御装置は、エ
ンジンの回転数、吸気圧、吸気温度、及びスロットル開
度の各検出手段と、燃料噴射手段と、該吸気圧又はスロ
ットル開度からパワーモード要求時と判定した時、該回
転数と吸気圧と吸気温度から求まる現在の空燃比を該吸
気圧と回転数に対応した最大トルク空燃比になるように
該燃料噴射手段を制御し、該最大トルクの発生時間がロ
ングラン走行時間であれば該空燃比を低下させるように
該燃料噴射手段を制御する手段と、を備えている。

〔作　　　用〕

本発明では、制御手段は、エンジンの回転数と吸気圧と
吸気温度とスロットル開度とをそれぞれの検出手段から
読み込む。

そして、更に制御手段は、その吸気圧又はスロ７）小開
度からドライバーが高負荷運転を要求していると判定し
た時、該吸気圧と吸気温度と回転数から現在の空燃比を
求め、この現在の空燃比を該吸気圧及び回転数によって
決まる最大トルクに対応した空燃比になるように該燃料
噴射手段を制御する。

この後、上記の最大トルクの発生時間がロングラン走行
時間に相当するだけ連続した場合には、排気系の構成部
品が損傷を受けないようにするため、上記の最大トルク
より小さなトルクに対応したリッチ空燃比になるように
該燃料噴射手段を制御する。

即ち、制御手段は、加速・高負荷運転等のパワーモード
時、所定時間の短時間だけ最大トルクを発生させ、しか
る後、排気系構成部品の耐久性を損なわないようにロン
グラン運転に移行するよう燃°料制御を行っている。

〔実　施　例〕

本発明に係るエンジンの燃料制御装置のシステム構成は
第１図に示すシステム構成例を使用することができる。

従って、このシステムの構成の説明は省略する。

次に、本発明に係るエンジンの燃料制御装置の制御動作
を第２図に示したプログラム（これはコントロールユニ
ット１０に内蔵されている）のフローチャートに基づき
説明する。

第２図において、プログラムがスタートすると、コント
ロールユニット１０は従来例と同様に、センサ３〜６の
各出力からエンジン１の回転数Ｎ、吸気圧ＭＡＰ、スロ
ットル開度ＴＰ、及び吸気温度ＭＡＴを読み込み（第２
図のステップＳｌ）、続けて吸気圧ＭＡＰがこの回転数
Ｎに関して加速高負荷運転等をドライバーが要求してい
るパワーモード領域に在るか否かを第５図に示すメモリ
マツプ図によりチエツクしく同ステップＳ２）、この結
果、ＭＡＰ＞Ｆｌのときには、後述するパワーモートに
移行するが、そうでなければ、コントロールユニット１
０は続けてスロットル開度センサ５から読み込んだアク
セル（図示せず）の踏み込みに基づくスロットル開度Ｔ
Ｐがステ、プＳ１で読み込んだ回転数Ｎにおいてパワー
モード領域にあるか否かを第６図に示すマツプ閲により
チエツクする（同ステップ３３）。

パワーモード領域に在ると判定するとフラグＰ。

Ｅ、を「１」だけインクリメントする（同ステップＳ４
）。

ここで、フラグＰ、　　Ｅ、について説明すると、Ｐ、
　　Ｅ、は瞬時走行時に対応して設定されるパワーエン
リッチモード（従来のパワーモードのトルりを更に上回
るパワーモード）を示しており、後述するように、排気
系構成部品の瞬時耐久性能に基づく時間（つまりこの時
間内ならば排気温度が排気系構成部品の耐久性を満足す
る温度ｔを越えていても問題無い時間）だけＡ／Ｆ値を
最大トルクを発生させるためのＡ／Ｆ＝Ｆ４　（第７区
参照）に制御するモードであり、フラグＰ、　Ｅ、をプ
ログラムの実行周期毎に「１」　（所定値Δαでもよい
）づつインクリメントすることによりパワーエンリッチ
モードの実行時間を積算するものである。

尚、ステップＳ３でパワーエンリッチモートに移行しな
いことが判明したときには、フラグＰ。

Ｅ　を逆にデクリメントしておく（同ステップＳ５）。

この後、コントロールユニット１０は、読み込んだエン
ジン回転数Ｎと吸気圧ＭＡＰと吸気温度ＭＡＴから従来
例と同様に現在のＡ／Ｆを計算する（同ステップ５６）
と共に、この内のエンジン回転数Ｎと吸気圧ＭＡＰから
第３０の３次元メモリテーブルにより最大トルク（第７
図参照）を発生するＡ／Ｆ＝Ｆ４を決定しく同ステップ
Ｓ７）、現在のＡ／ＦがＡ／Ｆ＝Ｆ４になるようにイン
ジェクタＩｆの燃料噴射量を制御する（同ステップＳ８
）。

このようにしてパワーエンリッチモートが実行されるが
、その実行時間が闇値下を越えたか否がをフラグＰ、　
Ｅ、の累積値からチエ・ツクしく同ステップＳ９）、越
えてない場合はこのプログラム周期を終了するが、越え
ている場合には、エンジン回転数Ｎと吸気圧ＭＡＰとに
より第３図のチーフルからＦ４より小さいＡ／Ｆ＝Ｆ３
　（第７図参照）を決定しく同ステップ５１０）、この
Ｆ３が得られるようにインジェクタ１１の燃料噴射量を
制御する（同ステップ５１１）。

ここで、Ａ／Ｆ＝Ｆ４とＡ／Ｆ＝Ｆ３との関係を第３図
に基づき更に詳しく説明すると、Ａ／Ｆ＝Ｆ３はエンジ
ン回転数Ｎと吸気圧ＭＡＰに対応してして第３図の実線
で示すような三次元のメモリテーブルで表されるのに対
し、Ａ／Ｆ＝Ｆ４はＡ／Ｆ＝Ｆ３の値をそのまま大きい
方向（リーン方向）に平行移動して第７図に示すように
発生トルクが最大になるようにしたもの（点線で示す）
である。

従って、ステップＳ９においてパワーエンリッチモード
の実行時間が排気系部品の瞬間耐久性能に基づく闇値下
を越えたと判定するとコントロールユニットｌＯは第４
図と同様にステップ５ＩＯ３ｌｌにより従来の排気系部
品のロングラン耐久性能に基づくパワーモードに戻すた
めにＡ／ＦをＦ４からＦ３に低下させ、以て第７図に示
すように排気温度を低下させて排気系構成部品の耐久性
を損なわないようにしている。

このようにしてプログラムを終了する。

尚、燃料を制御する方法については、Ａ／Ｆ値を上記の
ように制御できる方法であればどのような方法でもよい
ことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係るエンジンの燃料制御
装置によれば、吸気圧又はスロットル開度から高負荷運
転が必要と判定した時、該吸気圧と吸気温度と回転数か
ら決まる現在の空燃比を該吸気圧及び回転数によって決
まる最大トルクに対応した空燃比になるようにパワーエ
ンリッチモートとして燃料噴射制御し、一定時間経過後
に空燃比が低下するように通常のパワーモートとして燃
料噴射制御するように構成したので、ロングラン走行に
移行する前の瞬時走行状態では燃費良く最大のトルクを
発生させることができることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明及び従来例に係るエンジンの燃料制御
装置のシステム構成図、 第２図は、本発明において実行するプログラムのフロー
チャート図、 第３図は、本発明に用いるＡ／Ｆ　（空燃比）を求める
ための３次元メモリテーブルをグラフで示した図、 第４図は、従来例において実行するプログラムのフロー
チャート図、 第５図及び第６図は、従来例及び本発明に用いるパワー
モード領域判定のためのメモリマンプをグラフで示した
図、 第７図は、点火タイミングを一定とした場合のＡ／Ｆに
対するトルク及び排気温度の関係を示すグラフ図、 第８回は、Ａ／Ｆを一定とした場合の点火タイミングに
対するトルク及び排気温度の関係を示すグラフ図、であ
る。 第１図において、■はエンジン、２はインテークマニホ
ールド、３は回転数（Ｎ）センサ、４は吸気圧（Ｍ　Ａ
　Ｐ　）センサ、５はスロットル開度（ＴＰ）センサ、
６は吸気温度（ＭＡＴ）センサ、１０はコントロールユ
ニット、１１はインジェクタをそれぞれ示す。 図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの回転数、吸気圧、吸気温度、及びスロットル
   開度の各検出手段と、燃料噴射手段と、該吸気圧又はス
   ロットル開度からパワーモード要求時と判定した時、該
   回転数と吸気圧と吸気温度から求まる現在の空燃比を該
   吸気圧と回転数に対応した最大トルク空燃比になるよう
   に該燃料噴射手段を制御し、該最大トルクの発生時間が
   ロングラン走行時間であれば該空燃比を低下させるよう
   に該燃料噴射手段を制御する手段と、を備えたことを特
   徴とするエンジンの燃料制御装置。