JPS5911736B2 - 燃料制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の燃料制御装置に関し、特に燃料の増
量、減量及び遮断等を行なう補正機能及びそれらの補正
機能とフィードバック制御系との関連制御機能に関する
。

自動車用のエンジンにおい又は、減速時の排気浄化性能
及び燃費性能等を向上させるため、減速時に燃料遮断を
行なう装置を備えたものがある。

従来の装置においては、減速状態を検出する装置として
スロットル開度スイッチやアクセルペダルスイッチを用
い、スロットル弁がアイドル開度であることを検出して
減速状態判別の基準にしていた。

ところが従来の方式においては、上記のごとき減速検出
用のスイッチが必要となるので高価となり、かつこれら
のスイッチの開閉点は、アクセルペダルをほんの少しく
例えばスロットル弁開度で１０〜２°）踏込んだところ
で開閉するように設定しなげればならないので車両に組
込んだ後に調整しなげればならず、そのため工数が増加
するという問題があり、更にこれらのスイッチは可動部
分の摩耗などのために、使用中に開閉点がずれてしまう
ので作動不良を起すことがあり、それを避けるためには
定期的に点検、調整しなげればならないのでメイ／テナ
／スに手がかかるという欠点がある。

またオン・オフ的に動作するスイッチによって減速状態
を判定しているので、エンジンの運転状態に正確に適合
した補正を行なうことが困難であり、特に上記のスイッ
チでは減速の程度や高負荷時を検出することが出来ない
から、燃料遮断以外の補正、例えば減速時の燃料減量や
高負荷時の燃料増量等の補正を行なうことが出来ないと
い５問題がある。

本発明は上記のごとき従来技術の欠点を解消するために
なされたものであり、アクセルペダルスイッチ等の特別
な付加部品を用いず、しかもエンジンの運転状態たとえ
ば回転数等に良（適合して燃料供給量の精密な補正を行
なうことの出来る燃料制御装置を提供することを目的と
する。

またフィードバック制御系を備えた燃料制御装置におい
ては、燃料を増減する補正を行なっても、フィードバッ
クによって相殺されて効果が生じな（なるので、本発明
においては、補正の有無に応じ℃フィードバック制御の
停止、開始を制御する機能を備えた燃料制御装置を提供
することも目的としている。

上記の目的を達成するため本発明においては、基本燃料
供給量信号又は負荷信号と回転信号に応じて変化する基
準値とを比較し、その比較結果に応じて燃料を増量、減
量又は遮断する補正を行なうように構成し℃いる。

なお上記の基本燃料供給量信号及び負荷信号は通常の燃
料制御装置（例えば電子制御燃料噴射装置）で用いられ
ている信号であるから、本発明は特別なセンサ等を付加
する必要はな（、演算処理によって行なうことが出来る
。

上記のように構成したことにより、基準値を回転数に応
じて変化させ、その値と基本燃料供給量又は負荷量とを
比較した結果に応じて燃料供給量の補正を行なうので、
工／ジ／の運転状態すなわち回転数とトルクとに応じた
きめ細い精密な補正を行なうことが出来る。

また本発明の他の構成においては、上記の構成とは反対
に、基本燃料供給量信号又は負荷信号に応じて変化する
基準信号と回転信号とを比較した結果に応じて補正を行
なうように構成している。

更に本発明の他の構成におい℃は、上記の比較結果に応
じた補正指令信号の内容が無補正を示す場合にのみフィ
ードバック制御を行なわせ、それ以外のときは停止させ
るように構成している。

以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例のブロック図である。

第１図において、１は回転センサであり、エンジン回転
数に対応した回転信号Ｓ１を出力する。

この回転センサ１としては、例えばクランク角の単位角
度ごとにパルスを出力するクランク角セ／すを用い、該
パルス信号の周波数又は周期から回転数に比例又は反比
例した信号を得る。

次に２は負荷センサであり、エンジンの負荷状態に対応
した負荷信号Ｓ２を出力する。

この負荷センサ２としては、例えば吸入空気量を検出す
るエアフローメータを用いることが出来るが、その他に
も吸入負圧、スロットル弁開度、エンジントルク等に対
応（必ずしも比例関係に限らず、逆比例や他の関数関係
でもよい）した信号を出力する装置を用いてもよい。

次に演算回路３は、回転信号Ｓ□ と負荷信号Ｓ２ と
から基本燃料供給量信号（以下基本信号と記す）Ｓ３を
出力する。

この基本信号Ｓ３は、例Ｑ えばＳ３＝に−となる。

ただしＮは回転数、Ｑは吸入空気量、Ｋは定数である。

次に補正回路４は、水温センサ５等から与えられる各種
のエンジン運転パラメータに応じた補正を基本信号Ｓ３
に付加して燃料供給量信号Ｓ４を算出する。

この燃料供給量信号Ｓ４によってアクチュエータ６（燃
料噴射弁等）を制御して必要な燃料を供給する。

上記の１〜６の構成は従来の燃料制御装置例えば電子制
御燃料噴射装置と同様である。

次に本発明の燃料補正機能について説明する。

基準信号発生回路７は関数発生回路であり、回転信号Ｓ
□ と所定の関数関係をもった基準信号Ｓ、を出力する
。

次に補正指令信号発生回路８は比較回路で構成されてお
り、基準信号Ｓ５ と負荷信号Ｓ２ との大小関係に応
じた補正指令信号Ｓ６を出力する。

この補正指令信号Ｓ、によって補正回路４を制御し、燃
料を増量、減量又は遮断する補正を行なう。

なお水温信号等によつ又補正を行なう補正回路４の他に
補正指令信号Ｓ、専用の補正回路を別個に設けてもよい
（例えば補正回路４とアクチュエータ６との間に設ける
）。

次に基準信号Ｓ、と補正指令信号Ｓ６ とについて詳細
に説明する。

第２図はエンジンの回転数Ｎと吸入空気量Ｑとの関係図
である。

第２図の実線Ｌ１ は、平坦な道路を走行する場合のＮ
とＱとの関係を示す線である。

実線Ｌ１ においては、低回転の時はほぼＱとＮは比例
に近い関係であるが、高回転、即ち高速で走行する場合
は損失が大きくなるためＱの増大が大きくなる。

この実線Ｌ１ より上側は相対的にエンジンの負荷′が
重い、即ち加速または上り坂を上がっている状態である
。

逆にこの実線より下側は相対的にエンジンの負荷が軽い
、即ち減速または下り坂を下っている状態である。

この実線より下に設定した破線Ｌ２はエンジ／の軸出力
トルクがＯの状態を示す。

この破線Ｌ２ より下側は軸出力トルクがマイナス、即
ちエンジンが逆に車軸側から駆動され又いる減速状態の
運転状態である。

従ってこの破線Ｌ２ よりさらに少し下に設定した一点
鎖線Ｌ３よりも下側の運転状態の場合にはエンジンに燃
料を供給しなくてもよいので、燃料遮断を行なわせる。

この一点鎖線Ｌ３のラインを基準信号発生回路７で近似
させて、そのラインよりもＱ（すなわちＳ２）が小さけ
れば燃料を遮断させ、Ｑが太き（なったら燃料遮断をや
めるようにすればよい。

なお、限界付近で燃料遮断と解除とを繰り返すとトルク
変動が出又不快な感じになるため、解除するライ／は一
点鎖線Ｌ３よりも高くしてお匂これは補正指令信号発生
回路８の比較回路にヒステリシスｌを持たせることによ
っても実現できるし、別な関数発生手段で、解除を判定
する基準レベル信号を設定し℃、その信号と比較するこ
とによって行なってもよい。

上記の説明は燃料遮断のみについ又説明したが、増量及
び減量の補正についても同様に行なうことが出来る。

例えば基準信号発生回路７で実線Ｌ１（又は破線Ｌ２）
に対応した基準信号と一点鎖線Ｌ３に対応した基準信号
とを発生させ、補正指令信号発生回路８では、負荷信号
Ｓ２すなわちＱがＬ０以上のときは増量させる補正指令
信号、Ｌ１未満で５３以上の場合は減量させる補正指令
信号、Ｌ３未満の場合は遮断させる補正指令信号を出力
させるように構成すれば良い。

具体的には、例えば乗算的補正（補正指令信号を燃料供
給量に乗算して補正する方法）の場合は、当然のことな
がら補正係数（この場合は補正指令信号Ｓ６ に相当）
が■１より大の場合（ｓ６．＞１）は増加、＠１の場合
（Ｓ６＝１）は無補正、０１とＯとの間の場合（ｉ＞ｓ
ａ ＞ｏ ）は減少、００の場合（Ｓ６＝０）は燃料供
給量がＯすなわち遮断となる。

したがって前記のごときＬｌ、Ｌ３と８２ との比較結
果に応じて上記のＣト■の値をもった補正指令信号Ｓ６
を出力すれば良い。

このような回路は、周知の比較回路を用いて容易に構成
出来るし、マイクロコンピュータの演算によっても容易
に実現出来る。

次に第３図は本発明の第２の実施例の構成を示す図で第
１図と同一のものは同一番号で示し℃ある。

第１図の場合との差異は負荷信号Ｓ２の代りに、基本信
号Ｓ３と基準信号Ｓ、とを比較していることである。

負荷信号Ｓ２ とし又吸入空気量Ｑを用いる場合は、前
記のように基本信号Ｓ３はＱ／Ｎに比例した値である。

これは、１回転当りの吸入空気量に対応した値であり、
エンジンの出力トルクに対応したものである。

従って、この基本信号Ｓ３の大小でトルクの判別を行な
えば正確に判別できる。

なお、第２図かられかるように基準レベルはＱ／Ｎが一
定の値に近い状態になるが。

エンジンの損失等は回転数に応じて変化するから。

前記のごとく、回転数に応じて基準信号の値を変えてや
れば、より精密な制御を行なうことが出来る。

エンジンの吸入負圧もＱ／Ｎに近い特性を有するので、
第１図の例で負荷信号Ｓ２ として吸入負圧信号を用い
ても、上記と同様である。

なお負荷信号Ｓ２ として、吸入空気量Ｑに対応した信
号以外の信号を用いた場合でも基本信号Ｓ３は同じ性質
の信号として得られるのでそれを用いればよいことは言
うまでもない。

基本信号Ｓ３としては前記の例のようにエンジン回転数
とエンジン負荷によって決められたものとは限らない。

１回転に１回燃料噴射を行なうシステムではＱ／Ｈに比
例した値を用いるが、一定時間を毎に１回燃料噴射を行
なう場合にはＱ／ｌ、即ちＱに比例した値が基本信号と
なる。

これは連続噴射のシステムの場合でも同じである。

また排気系に設げた排気センサ（例えば酸素センサ）に
よって排気ガスの成分濃度を検出して、その信号をフィ
ードバックして基本信号を補正するようなフィード・バ
ック制御を行なうシステムの場合には、この修正を行な
われた後の信号が正確な基本信号となるので、それを用
いるとさらに正確な判断が行なえる。

なお、このフィードバック制御を行なっているシステム
においては、燃料増量、減量、遮断等の補正時にはフィ
ードバック、制御を停止させる必要があるが、その場合
には本発明の補正指令信号が補正率１．０（乗算的補正
の場合）又は補正量Ｏ（加算的補正の場合）を指令した
場合（もちろん若干の許容幅を設けてもよい）のみフィ
ード・バック制御を行ない、補正率１．０以外の時フィ
ードバック制御を停止させるようにすれば、他に特別な
判定手段を必要としなくなる。

なお、その場合に、例えばギヤチェンジなどの短時間の
急激な運転状態の変化でフィードバック制御が停止され
るのを避けるために補正率１．０（あるいはそれに若干
の幅を設けた値）以外の値になっている時間が所定時間
継続した後にフィードバック制御を停止させるように構
成してもよい。

また上記の実施例においては、回転数を用いてエンジン
負荷に対応した基準信号を設定しているが、第２図から
れかるように、エンジン負荷に対して、回転数の基準レ
ベルを設定して、それと回転数を比較することによって
も実現できる。

また、エンジン回転数の代りに車速を用い℃も、車速と
エンジン負荷の間には、エンジン回転数の場合とほぼ同
様な関係があるので同じように適用できる。

なお演算回路３、補正回路４、基準信号発生回路７、補
正指令信号発生回路８等は、マイクロコンピュータを用
いても構成することが出来る。

以上説明したごとく本発明によれば下記のごとき効果が
ある。

（１） スロットル・スイッチやアクセル・ペダル・
スイッチなどの減速検出手段が不要になるため、これら
を用いることによる価格上昇、調整や、メインテナンス
のわずられしさ、信頼性の低下を避けることができる。

（２）エンジンの回転数と負荷状態、すなわち回転数と
トルクに対応して増量減量、遮断の判断ができるため、
より正確な判断が行なえる。

（３）吸入空気量、吸入負圧、スロットル開度、エンジ
ン・トルクなど、どのエンジン負荷検出手段にも適用で
き、システムの自由度が高い。

（４）燃料遮断や燃料減だけでなく、エンジン負荷に応
じて増量することもできるため、エンジンの全運転域に
おいて最適な燃料を供給できる。

（５） 排気センサを用いたフィード・バック制御装
置のフィード・バック制御停止の判別も容易に行なうこ
とが出来る。

（６）ディジタル・コンピュータを用いた制御装置にも
、アナログの制御装置にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は吸入
空気量Ｑと回転数Ｎとの関係図、第３図は本発明の他の
実施例図である。 符号の説明 １・・・回転センサ、２・・・負荷センサ
、３・・・演算回路、４・・・補正回路、５・・・水温
センサ、６・・・アクチュエータ、７・・・基準信号発
生回路、８・・・補正指令信号発生回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの負荷状態に対応した負荷信号のみ、又は
   該負荷信号とエンジンの回転数に対応した回転信号とに
   基づいて基本燃料供給量信号を算出し。 該基本燃料供給量信号にエンジン温度等に対応した補正
   を行なって燃料供給量を決定する燃料制御装置において
   、上記回転信号に応じて変化する基準信号を発生する手
   段と、上記基本燃料供給量信号又は上記負荷信号と上記
   基準信号とを比較してその比較結果に応じた補正指令信
   号を出力する第１の手段と、上記補正指令信号に応じて
   燃料供給量を補正する第２の手段とを備えた燃料制御装
   置。 ２ 上記第１の手段は、比較結果に応じて燃料供給量を
   増量、減量及び遮断する補正のうちの少なくとも一つの
   補正を行なわせる補正指令信号を出力するものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料制御装
   置。 ３ 上記第１の手段は、基本燃料供給量信号又は負荷信
   号が、第１の基準信号より大きいときは燃料供給量を増
   量させ、第１の基準信号とそれより小さい第２の基準信
   号との間にあるときは燃料供給量を減量させ、第２の基
   準信号より小さいときは燃料供給量を遮断させる補正指
   令信号を出力するものであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の燃料制御装置。 ４ 上記負荷信号として、吸入空気量、スロットル弁開
   度、吸入負圧、単位回転当りの吸入空気量及び単位時間
   当りの吸入空気量のうちのいずれか一つを用いたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料制御装置。 ５ エンジンの負荷状態に対応した負荷信号のみ、又は
   該負荷信号と二７ジ／の回転数に対応Ｌ ｔ、：：−回
   転信号とに基づいて基本燃料供給量信号を算出し、該基
   本燃料供給量信号にエンジン温度等に対応した補正を行
   ない、かつ排気ガス成分濃度に対応したフィードバック
   制御による補正を行なって燃料供給量を決定する燃料制
   御装置において、上記回転信号に応じて変化する基準信
   号を発生する手段と、上記基本燃料供給量信号又は上記
   負荷信号と上記基準信号とを比較し℃その比較結果に応
   じた補正指令信号を出力する第１の手段と、上記補正指
   令信号に応じて燃料供給量を補正する第２の手段と、上
   記補正指令信号の内容が無補正を示す場合にのみ上記フ
   ィードバック制御を行なわせ、そ・れ以外のとさにはフ
   ィードバック制御を停止させる第３の手段とを備えた燃
   料制御装置。 ６ エンジｙの負荷状態に対応した負荷信号のみ、又は
   該負荷信号とエンジンの回転数に対応した回転信号とに
   基づいて基本燃料供給量信号を算出し、該基本燃料供給
   量信号にエンジン温度等に対応した補正を行なって燃料
   供給量を決定する燃料制御装置において、上記基本燃料
   供給量信号又は上記負荷信号に応じて変化する基準信号
   を発生する手段と、上記回転信号と上記基準信号とを比
   較してその比較結果に応じた補正指令信号を出力する手
   段と、上記補正指令信号に応じて燃料供給量を補正する
   手段とを備えた燃料制御装置。