JPH0627507B2 - エンジンの燃料供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの燃料供給装置に関し、特に、エンジ
ンの加速運転時における燃料供給制御の改良に関するも
のである。

（従来の技術） 一般に、この種エンジンの燃料供給装置は、例えば特開
昭５７−１４３１３５号公報に開示されるように、エン
ジンの加速運転時にはエンジンに供給する燃料を増量す
るようになされている。つまり、エンジンの加速運転時
には、エンジンの吸気通路内に配設したスロットル弁の
開度の増大により吸入空気量が増大すること、および該
吸気通路内に供給された燃料の吸気通路内壁に付着する
付着量がエンジンの定常運転時に比べて増大して燃料室
への燃料供給遅れが生じることに対応して、エンジンに
供給する燃料を増量補償することにより、燃焼室の混合
気の空燃比を設定空燃比に保持するようにしたものであ
る。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、上記従来のものでは、加速運転時の燃料増量
を定時燃料供給時期とは無関係に加速運転の検知時点で
臨時に行うこととした場合に、アクセルペダルを短時間
で頻繁に踏込む場合でのエンジンの加速運転時に、この
加速を素早く行う急加速の場合には次の如き欠点が生じ
る。つまり、急加速時には、スロットル弁の開方向への
急激な変化に伴って吸気流速の低下が大きくなるため、
臨時に増量された燃料が吸気管壁面に付着し易い状況と
なる。このため、アクセルペダルの頻繁な踏込みに応じ
てエンジンへの臨時の燃料増量が短時間で繰返し行われ
ると、最初の臨時の燃料増量により吸気通路内壁に付着
した燃料が未だ燃焼室内に流れ込まないうちに、次に臨
時に増量された燃料が吸気通路内に供給されて吸気通路
内壁への付着燃料と共に一時に多量の燃料が燃焼室内に
供給されることになり、そのため、燃焼室の混合気の空
燃比がオーバーリッチになり易く、その結果、急加速運
転時の運転性能を損うとともにエミッション性能の悪化
を招くという欠点が生じる。

本発明の目的は、アクセルペダルの頻繁な踏込みの繰返
しによるエンジンの加速運転時には、最初のアクセルペ
ダルの踏込みに応じた臨時の燃料増量が行われたのち、
所定時間のあいだは臨時の燃料増量を強制的に制限する
ようにすることにより、臨時の燃料増量の繰返しに起因
して混合気の空燃比がオーバーリッチ状態になるのを防
止することにある。

その場合、加速を比較的緩やかに行う緩加速時では、ス
ロットル弁の開方向への変化が緩慢である関係上、吸入
空気量の増大も緩慢であって、燃料の供給遅れは急加速
時に比して小さいため、臨時に増量する燃料量は少量で
足りるが、この緩加速時での吸気流速の低下はスロット
ル弁の開度変化が緩慢であるために急加速時に比して小
さい。このため、臨時に増量された燃料は空気流に乗っ
て燃焼室に供給され易いので、増量燃料が一気に燃焼室
に供給されることは少なく、空燃比がオーバーリッチに
なる程度は上記急加速運転時ほどではない。従って、こ
の緩加速時においては、通常通り臨時の燃料増量を繰返
し行って吸入空気量の増大に対応させ、良好な緩加速性
を確保することが望ましい。

そこで、本発明では、上記の如き最初のアクセルペダル
の踏込みに応じた臨時の燃料増量後の所定時間のあいだ
は臨時の燃料増量を強制的に制限する構成を、急加速運
転時に限り採用することとする。

（課題を解決するための手段） つまり、本発明の具体的な解決手段は、第１図に示すよ
うに、エンジン１に供給する燃料を調整する燃料調整装
置８と、エンジン１の加速運転時を検知する加速検知手
段２０と、エンジンの加速度合を検知する加速度合検知
手段２４と、上記加速検知手段２０及び加速度合検知手
段２４の出力を受け、エンジン１の緩加速運転時に、定
時燃料供給時期とは無関係に臨時にエンジン１に供給す
る燃料を増量するように上記燃料調整装置８を制御する
緩加速増量手段５０と、上記加速検知手段２０及び加速
度合検知手段２４の出力を受け、エンジン１の急加速運
転時に、定時燃料供給時期とは無関係に臨時にエンジン
１に供給する燃料を上記緩加速増量手段による燃料増量
分よりも多量に増量するように上記燃料調整装置８を制
御する第１臨時加速増量手段５１と、該第１臨時加速増
量手段５１による臨時加速増量制御実行後の所定期間を
検知する期間検知手段２２と、上記第１臨時加速増量手
段５１による臨時加速増量制御実行後、上記期間検知手
段２２により検知された所定期間のあいだに、上記加速
検知手段２０及び加速度合検知手段２４の出力からエン
ジン１の急加速運転時が判断されたとき、上記第１臨時
加速増量手段５１に優先して、該第１臨時加速増量手段
５１による臨時加速増量制御による燃料増量分を少量に
制限した形の臨時加速増量制御を行うように上記燃料調
整装置８を制御する第２臨時加速増量手段５２とを設け
る構成としている。

（作用） 以上の構成により、本発明では、エンジン１の緩加速運
転時には、緩加速増量手段５０によりエンジン１に供給
する燃料が臨時に増量され、急加速運転時には、基本的
に第１臨時加速増量手段５１によりエンジン１に供給す
る燃料が上記緩加速運転時よりも多量に臨時に増量され
るので、緩加速性能及び急加速性能が共に燃料の臨時増
量によって良好に確保される。

そして、上記急加速運転時には、吸気流速の低下が大き
いため、臨時に繰返し増量された燃料の吸気管壁面への
付着量が多い。このため、次回のアクセルペダルの踏込
み時に臨時に増量された燃料が上記吸気管壁面の付着燃
料と共に一気に燃焼室に供給され易くて、混合気の空燃
比はオーバーリッチになり易い状況であるが、上記臨時
加速増量制御の実行後の所定期間のあいだは、上記第１
臨時加速増量手段５１に優先して第２臨時加速増量手段
５２が作動して、上記第１臨時加速増量手段５１による
臨時燃料増量制御での燃料増量分を少量に制限した形で
燃料の臨時増量が行われるで、２回目以降のアクセルペ
ダルの踏込みによる燃料の加速増量分が初回踏込み時の
加速増量分に比して少量に制限されて、混合気の空燃比
がオーバーリッチになることが有効に防止される。

一方、緩加速運転時には、アクセルペダルの頻繁な踏込
みに拘らず、常に緩加速増量手段５０になる臨時の加速
増量が行われるので、２回目以降のアクセルペダルの踏
込み時毎に、初回踏込み時の加速増量分に等しい量の臨
時の燃料増量が行われる。この際、吸気管内は、吸気流
速の低下が急加速時に比して小さい状況にあって、上記
臨時に増量された燃料は空気流に乗って燃焼室に供給さ
れ易い。その結果、吸気管壁面に付着した燃料が今回臨
時に増量された燃料と共に一気に供給されることによる
空燃比のオーバーリッチが少ない状況で、この緩加速運
転時の吸入空気量の増大に応じた燃料量の臨時増量でも
って良好な緩加速性が得られる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンの燃料供給装置
によれば、緩加速運転時及び急加速運転時には、定時燃
料供給時期とは無関係な燃料の臨時増量により緩加速性
能及び急加速性能の向上を図りながら、アクセルペダル
の頻繁な踏込みの繰返しによるエンジンの急加速運転時
に限り、２回目以降のアクセルペダルの踏込みに対し
て、臨時の加速燃料増量を少量に制限したので、アクセ
ルペダルの頻繁な踏込みに起因する急加速運転時での混
合気の空燃比のオーバーリッチを有効に防止できると共
に、緩加速運転時には、アクセルペダルの頻繁な踏込み
の繰返しに拘らず、燃料量の臨時増量分を常に同じにし
て、緩加速運転時での緩加速性を良好に確保でき、よっ
てエンジンの運転性能及びエミッション性の向上を図る
ことができる効果を奏する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基づいて説
明する。

第２図において、１はエンジン、２は該エンジン１内に
形成されたシリンダ３と該シリンダ内に摺動自在に嵌挿
されたピストン４とによって形成された燃焼室、５は一
端がエアクリーナ６を介して大気に開口し、他端が燃焼
室２に開口して吸気を燃焼室２に供給するための吸気通
路であって、該吸気通路５内に吸入空気量を制御するス
ロットル弁７および該スロットル弁７上流において燃料
を噴射供給する燃料噴射弁８がそれぞれ配設されてお
り、該燃料噴射弁８からの燃料噴射供給により、エンジ
ン１に供給する燃料を調整する燃料調整装置を構成して
いる。また、９は一端が燃焼室２に開口し他端が大気に
開口して燃焼室２からの排ガスを排出するための排気通
路であって、該排気通路９の途中には排ガス浄化用の触
媒装置１０が介設されている。尚、１１は吸気通路５の
燃焼室２への開口部に設けられた吸気弁、１２は排気通
路９の燃焼室２への開口部に設けられた排気弁、１３は
吸気通路５のスロットル弁７下流側をエンジン冷却水に
より加熱する吸気加熱装置である。

さらに、１４は上記スロットル弁７の開度を検出するス
ロットル開度センサ、１５は吸気通路５のスロットル弁
７下流の吸気負圧を検出する負圧センサ、１６は吸気加
熱装置１３の冷却水温度を検出する冷却水温センサ、１
７は排気通路９の触媒装置１０上流において排ガス中の
酸素濃度により空燃比を検出するＯ_２センサよりなる空
燃比センサ、１８はエンジン１の回転数を検出するエン
ジン回転数センサであって、該各センサ１４〜１８の検
出信号はそれぞれＣＰＵよりなるコントローラ１９に入
力されており、該コントローラ１９には上記燃料噴射弁
８が接続されている。

上記コントローラ１９は、エンジン１の定常運転時（減
速運転時を含む。以下同じ）には、負圧センサ１５から
の負圧信号および回転数センサ１８からの回転数信号に
基づき基本燃料噴射量を演算したのち、所定クランク角
毎に該基本燃料噴射量に相当するパルス幅の定時噴射パ
ルスを燃料噴射弁８に出力して、該燃料噴射弁８からエ
ンジン１に供給される燃料を増減制御するように構成さ
れている。

次に、エンジン１の加速運転時における燃料の加速増量
制御を第３図に基いて説明する。

同図において、２５は負圧センサ１５からの負圧信号お
よび回転数センサ１８からの回転数信号を受け、該各信
号に基づいて基本燃料噴射量を演算する基本燃料噴射量
演算回路、２６は該基本燃料噴射量演算回路２５からの
基本燃料噴射量信号を受け、所定クランク角毎にトリガ
信号を発生するトリガ発生回路２７からのトリガ信号を
受信する毎に上記基本燃料噴射量に相当するパルス幅の
定時噴射パルスをオア回路２８を介して燃料噴射弁８に
出力する定時噴射パルス発生回路である。

また、２０は、運転者によるアクセルペダルの踏込み量
の変化量が全ストローク量の２／６以上に大きい踏込み
時に作動して、エンジン１の加速運転時を検知する加速
検知手段であって、該加速検知手段２０は、スロットル
開度センサ１４からのスロットル開度信号（電圧信号）
がそれぞれ＋端子に入力される５個のコンパレータ３０
〜３４を備えている。第１コンパレータ３０は、スロッ
トル開度信号値を一端子に接続した抵抗３５のアクセル
ペダルの全ストローク量の１／６に相当する基準電圧値
と大小比較して、アクセルペダルの踏込加速時にその踏
込量が１／６ストローク量に達した時に加速検知信号を
出力するものであり、第２コンパレータ３１は、スロッ
トル開度信号値を２／６ストローク量に相当する基準電
圧値と大小比較して、アクセルペダルの踏込加速時に踏
込量が２／６ストローク量に達した時に加速検知信号を
出力するものである。同様に、第３〜第５コンパレータ
３２〜３４は、それぞれスロットル開度信号値を３／
６，４／６，５／６ストローク量に相当する基準電圧値
と大小比較して、アクセルペダルの踏込加速時にその踏
込量が３／６，４／６，５／６に達した時にそれぞれ加
速検知信号を出力するものである。

さらに、３６はエンジン１に供給する燃料を増量する
ように燃料噴射弁８（燃料調整装置）を制御する加速噴
射パルス発生回路であって、該加速噴射パルス発生回路
３６は、上記加速検知手段２０の各コンパレータ３０〜
３４からの各加速検知信号を受ける毎に所定パルス幅の
加速噴射パルスを１個又は複数個発生して上記オア回路
２８を介して燃料噴射弁８に出力するものである。

また、３８は上記スロットル開度センサ１４からのスロ
ットル開度信号値の時間に対する変化分を演算する微分
回路、４０は該微分回路３８からのスロットル開度信号
値の微分信号値を、基準値設定回路３９で設定したエン
ジン１の緩加速以上の急加速運転時に相当するスロット
ル開度の変化分基準値γと比較して、変化分基準値γ以
上の時に急加速信号（「Ｈ」レベル）を出力する一方、
変化分基準値γより小さい時に緩加速信号（「Ｌ」レベ
ル）を出力する比較回路である。以上の微分回路３８、
基準値設定回路３９及び比較回路４０により、スロット
ル弁開度の時間的変化に基いてエンジン１の加速度合を
検知するようにした加速度合検知手段２４を構成してい
る。

加えて、第３図において、４３はタイマ回路であって、
該タイマ回路４３は、上記比較回路４０からの急加速信
号を遅延回路４４を介して受けてリセットされ、同時に
所定期間βの計測を開始して、計測完了時に期間経過信
号（「Ｈ」レベル）を出力するものである。上記タイマ
回路４３及び遅延回路４４により、急加速信号の出力に
基づく加速増量制御実行後の所定期間βを検知するよう
にした期間検知手段２２を構成している。

そして、上記タイマ回路４３からの期間経過信号
（「Ｈ」レベル）、並びに上記比較回路４０から緩加速
信号（「Ｌ」レベル）及び急加速信号（「Ｌ」レベル）
はアンド回路４５に出力されている。

一方、上記加速検知手段２０の第２および第４コンパレ
ータ３１，３３の出力側には、それぞれ上記加速検知手
段２０からの加速検知信号の加速噴射パルス発生回路３
６への入力を許容及び阻止するゲート４１，４２が設け
られている。該各ゲート４１，４２は、上記アンド回路
４５から「Ｈ」信号を受けて開く一方、「Ｌ」信号を受
けて閉じる構成である。

上記の構成により、加速度合が設定値γ未満に小さい緩
加速運転時には、アクセルペダルの踏込み量の変化量が
全ストローク量の２／６以上に大きい場合であっても、
比較回路４０の出力が緩加速信号（「Ｌ」レベル）とな
って、アンド回路４５の出力が「Ｌ」レベルとなるの
で、タイマ回路４３での期間経過信号（「Ｈ」レベル）
の出力、非出力に拘らず２個のゲート４１，４２が常時
閉じ、このことにより、最初の緩加速運転時や、その後
の所定期間βのあいだのアクセルペダルの再踏込みでの
再緩加速運転時の何れであっても、第１、第３及び第５
コンパレータ３０，３２，３４からの加速検知信号のみ
を加速噴射パルス発生回路３６に入力させて加速噴射パ
ルスを発生させて、燃料噴射弁８から定時燃料供給時期
とは無関係に臨時に少量の燃料を増量噴射し、エンジン
１に供給する燃料を臨時増量するようにした緩加速増量
手段５０を構成している。

また、上記の構成により、運転者がアクセルペダルを開
放状態からほぼ全開値まで大きく踏込んだ際等の加速運
転時において、比較回路４０によりエンジン１の加速度
合（スロットル開度信号値の微分信号値）が設定値γ以
上に大きいと判断された最初の急加速信号の出力時に
は、アンド回路４５が比較回路４０から上記急加速信号
（「Ｈ」レベル）を受けると共にタイマ回路４３から期
間経過信号（「Ｈ」レベル）を受けて、「Ｈ」信号を両
ゲート４１，４２に出力し、該両ゲート４１、４２を開
かせて、第２及び第４コンパレータ３１，３３が加速検
知信号を出力している場合にはその加速検知信号の加速
噴射パルス発生回路３６への入力を許容し、その結果、
加速検知信号を出力している全てのコンパレータ３０〜
３３又は３４からの加速検知信号を加速噴射パルス発生
回路３６に入力させて、上記定時噴射パルス発生回路２
６による定時燃料供給時期とは無関係に、スロットル弁
開度が１／６開度の設定開度拡開する毎に臨時に臨時加
速噴射パルスを発生させることによって、上記緩加速増
量手段５０による緩加速運転時での臨時燃料増量分より
も多量の臨時燃料の増量噴射を行うよう燃料噴射弁８を
制御するようにした第１臨時加速増量手段５１を構成し
ている。

更に、上記の構成により、上記第１臨時加速増量手段５
１に基づく臨時加速増量制御実行後の所定期間βのあい
だ、即ちタイマ回路４５からの期間経過信号の非出力状
態のあいだは、アンド回路４５の出力を「Ｌ」信号とし
て、上記両ゲート４１、４２を強制的に閉じることによ
り、比較回路４０が急加速信号をアンド回路４５に出力
した急加速運転時であっても、第２又は第４コンパレー
タ３１，３３又はその双方から加速検知信号が出力され
ている状況で、この加速検知信号の出力に拘らず、その
加速検知信号の加速噴射パルス発生回路３６への入力を
阻止することによって、加速検知信号を出力している第
１、第３又は第５コンパレータ３０、３２、３４のみか
らの加速検知信号を加速噴射パルス発生回路３６に入力
して、上記第１臨時加速増量手段５１に基づく臨時加速
増量制御による燃料増量分を少量に制限した形の臨時加
速増量噴射制御を行うように燃料噴射弁８を制御するよ
うにした第２臨時加速増量手段５２を構成している。

したがって、上記実施例においては、スロットル開度信
号値の微分信号値が設定値γ以上に大きいエンジン１の
最初の急加速運転時においては、タイマ回路４３が期間
経過信号の出力状態にあって、ゲート４１，４２が比較
回路４０からの急加速信号に基づいて開くので、スロッ
トル弁開度が１／６開度だけ拡開する毎に対応する加速
検知手段２０の第１ないし第５コンパレータ３０〜３４
が加速検知信号を出力し、これ等の加速検知信号が加速
噴射パルス発生回路３６に入力されて、スロットル弁開
度の拡開の進行に合せた複数回の燃料の臨時加速増量が
行われて、この急加速運転が良好な加速性能でもって行
われる。

これに対し、上記最初の急加速運転の後は、タイマ回路
４３が上記比較回路４０の急加速信号によりリセットさ
れるので、所定期間βのあいだはゲート４１，４２が強
制的に閉じられて第２および第４コンパレータ３１，３
３からの加速検知信号の入力が阻止されて、スロットル
弁開度の１／６開度変化毎の臨時燃料増量制御の実行が
間引かれる。このことにより、例えば燃料の加速増量率
は、例えばアクセルペダルの開放状態から全ストローク
量の３／６値までの踏込時の場合には２／３に減少制限
され、またアクセルペダルの全ストローク量の２／６値
から４／６値までの踏込時の場合には１／３に減少制限
され、またアクセルペダルの開放状態から全ストローク
量までの踏込時の場合には３／５に減少制限されるの
で、アクセルペダルの頻繁な踏込みにより繰返し臨時増
量される燃料が吸気通路内壁の付着燃料と共に燃焼室内
に一気に多量に供給されることが防止されて、混合気の
空燃比のオーバーリッチが効果的に抑制される。よっ
て、急加速運転時の急加速性能の向上を臨時の燃料増量
によって図りつつ、その急加速運転の短時間での頻繁な
繰返し時におけるエンジン１の運転性能、およびエミッ
ション性能の向上を図ることができる。

一方、スロットル開度信号値の微分信号値が設定値γ未
満の緩加速運転時では、比較回路４０からは急加速信号
は出力されず、ゲート４１，４２は常に閉状態にある。
このため、第２及び第４コンパレータ３１，３３からの
加速検知信号は加速噴射パルス発生回路３６には入力さ
れず、加速噴射パルス発生回路３６には第１，第３及び
第５のコンパレータ３１，３２，３４の加速検知信号の
みが入力され、その分、燃料噴射弁８に出力される加速
噴射パルスの数も少なくなって、臨時の加速増量燃料量
が急加速運転時に比して少量になる。そして、この緩加
速運転時での燃料増量は、ゲート４１，４２が常時閉で
あるので、アクセルペダルの最初の踏込み時であって
も、第２回目以降のアクセルペダルの踏込み時であって
も、同一の増量量である。しかし、この緩加速運転時に
は、スロットル弁７の開度変化が緩慢であって吸気流速
の低下は急加速時に比して小さいことから、上記各増量
された燃料は空気流に乗って燃焼室に供給され易いの
で、空燃比がオーバーリッチになる程度は十分小さい。
よって、エミッション性能を高く確保しつつ、吸入空気
量の増大に応じた臨時の燃料噴射量の増大制御によって
緩加速運転時の緩加速性を良好に高めえることができ
る。

尚、上記実施例では、負圧センサ１５の負圧信号と回転
数センサ１８の回転数信号とに基づいて直接基本燃料噴
射量を演算したが、その他、吸気通路５のスロットル弁
７上流に設けるエアフローメータ等により吸入空気量を
計測し、該吸入空気量信号に基づいて基本燃料噴射量を
演算してもよいのは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。第２図
及び第３図は本発明の実施例を示し、第２図は全体概略
構成図、第３図は加速運転時での燃料増量制御用の電気
回路図である。 １…エンジン、８…燃料噴射弁（燃料調整装置）、２０
…加速検知手段、２２…期間検知手段、２４…加速度合
検知手段、３０〜３４…コンパレータ、３６…加速噴射
パルス発生回路、４１，４２…ゲート、４３…タイマ回
路、４４…遅延回路、５０…緩加速増量手段、５１…第
１臨時加速増量手段、５２…第２臨時加速増量手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 博文 広島県安芸郡府中町新地３番１号 東洋工 業株式会社内 (72)発明者 小田 博之 広島県安芸郡府中町新地３番１号 東洋工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−187538（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−157029（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンに供給する燃料を調整する燃料調
   整装置と、エンジンの加速運転時を検知する加速検知手
   段と、エンジンの加速度合を検知する加速度合検知手段
   と、上記加速検知手段及び加速度合検知手段の出力を受
   け、エンジンの緩加速運転時に、定時燃料供給時期とは
   無関係に臨時にエンジンに供給する燃料を増量するよう
   に上記燃料調整装置を制御する緩加速増量手段と、上記
   加速検知手段及び加速度合検知手段の出力を受け、エン
   ジンの急加速運転時に、定時燃料供給時期とは無関係に
   臨時にエンジンに供給する燃料を上記緩加速増量手段に
   よる燃料増量分よりも多量に増量するように上記燃料調
   整装置を制御する第１臨時加速増量手段と、該第１臨時
   加速増量手段による臨時加速増量制御実行後の所定期間
   を検知する期間検知手段と、上記第１臨時加速増量手段
   による臨時加速増量制御実行後、上記期間検知手段によ
   り検知された所定期間のあいだに、上記加速検知手段及
   び加速度合検知手段の出力からエンジンの急加速運転時
   が判断されたとき、上記第１臨時加速増量手段に優先し
   て、該第１臨時加速増量手段による臨時加速増量制御に
   よる燃料増量分を少量に制限した形の臨時加速増量制御
   を行うように上記燃料調整装置を制御する第２臨時加速
   増量手段とからなることを特徴とするエンジンの燃料供
   給装置。