JPS6038542B2 - 内燃機関の燃料制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車用内燃機関の燃料制御装置に関し、特に
燃料遮断機能に関するものである。

自動車用内燃機関の燃料制御装置（燃料噴射装置、気化
器等）においては、減速時の排気浄化性能及び燃費性能
の向上や排気浄化用の触媒装置の焼損防止等を目的とし
て減速寺に燃料遮断を行なう機能を備えたものである。
燃料遮断は、減速状態（スロットル弁全開時）、機関回
転数、機関冷却水温等の機関運転状態に応じた条件判定
を行ない、所定の条件（例えばスロットル弁が全閉であ
り、機関回転数が所定値以上であり、かつ冷却水温が所
定値以上の場合）を満足する減速状態の場合に燃料遮断
を行なうように構成されている。

したがって上記のごとき装置においては、運転状態に応
じて燃料遮断が行なわれたり、解除されたりするが、燃
料遮断及びその解除は車両に対する駆動トルクの変動を
生ずるので、乗員に不快なショックを与える場合がある
。

特に変速機の変速位置が低速位置（変速比の大きな状態
）の場合には、駆動トルクが大きいので、燃料遮断及び
その解除の際のトルク変動が大きく、乗員に与えるショ
ックも大きくなるという問題があった。本発明は上記の
問題に鑑みてなされたものであり、変速機の変速位置に
応じて燃料遮断の判定条件を切り換え、ショックの大き
な低速位置走行寺には燃料遮断を出来るだけ行なわない
ようにすることによって乗員に与える不快感を減少させ
た燃料制御装置を提供することを目的とする。

更に本発明は、スロツトル弁の側路を介して所定量の空
気を与えることによって減速時における排気浄化性能等
の低下を防止した燃料制御装置を提供することを目的と
する。以下図面に基づいて本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の全体の構成を示す一実施例のフロック
図である。第１図において、１はエンジン本体であり、
この運転状態を検知するため次のセンサ類がついている
。すなわち、２はクランク回転センサ、３はエンジン１
の腰機状態を検知する冷却水温センサ、４はェアフロー
メー夕で吸気管５を流れる吸入空気量に応じて吸気管５
の内部に設けたフラップ関度が変わり、このフラツプに
連動する吸入空気量センサ６が吸入空気量に応じた電気
信号を作り出す。７はスロットルバルブでこれに応動す
るスロットル全閉検出器（以下アイドルＳＷ）８により
スロツトル全閉信号を作り出す。

９はスピードメータで、これに付随する車遠センサ１０
が車速に比例した周波数のパルス信号を作り出す。

１１は排気管１２に取りつけた触媒コンバータ１３の温
度を検出する触媒温度センサである。

１４は変速機１５のニュートラル位置を検出するニュ−
トラルスイツチである。

これらセンサの信号はコントロールユニット１６の入出
力制御装置１７に取り入れられる。

それらの信号のうち、それぞれ吸入空気量センサ６、冷
却水温センサ３、触媒温度センサー１によって検出され
た吸入空気量信号Ｑ、冷却水温信号Ｔｗ、触媒温度信号
Ｔｃはアナログ信号であり、Ａ／Ｄ変換器１８によって
ディジタル信号に変換されてからＣＰＵ（中央演算装置
）１９に取り入れられ、またアイドルＳＷ８、車遠セン
サ１０、ニュートラルスイッチ１４によってそれぞれ検
出されたスロツトル全閉信号ｌａ、車速信号Ｖｓｐ、回
転数信号Ｎ、ニュートラル信号ＴＮはディジタル信号で
あり、そのままＣＰＵＩ９に取り入れられた演算に用い
られる。また、コントロールユニット１ ６には読み出
しのみ可能なＲｅａｄ ＯｎｌｙＭｅｍｏひ（以下ＲＯ
Ｍ）２０及び読み出し書きこみ自在のＲａｎｄｏｍＡｃ
ｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ（以下ＲＡＭ）２１の２種類のメ
モリがある。ＲＯＭ２川こは制御プログラム及び制御用
のデータが記憶されていて入出力制御装置１７及びＡ／
Ｄ変換器１８からの入力信号とＲＯＭ２０の制御データ
とからＣＰＵＩ９がＲＯＭ２０の制御プログラムに従っ
てエンジン１を制御するための出力信号を作り出す。

ＲＡＭ２ １はこの演算の際に、各入力信号や演算結果
を記憶しておくのに用し、ららる。またコントロールユ
ニット１６には、クロック発生器２２及び変速機の種類
（自動と手動）による切換を行なう切換端子２３が設け
られている。エンジン１の制御はスロットルバルブ７を
バイパスする空気量及び吸気管５に取りつけた燃料噴射
を行なうィンジェク夕２４の噴射量を制御する事により
行なう。

バイパス空気量はコントロールユニット１６から出力さ
れるパルス信号ｌＯＵＴにより、負圧制御弁２５の電磁
弁をデューティ制御（該弁をＯＮとＯＦＦにする比率を
変える）して所望の負圧を作り、これを吸入空気量制御
弁２６に導いてスロットルバルブ７をバイパスする側路
２７を通る空気量を変化させることによって制御する。
またインジエクタ２４は、コントロールユニット１６か
ら出力されるパルス信号Ｔｉのパルス中に応じた燃料を
噴射する。

次にコントロールユニット１６による制御内容によいて
説明する。

燃料噴射量を制御するパルス信号Ｔｉの計算は一定時間
（例えば皿ｈｓ）毎に行なわれる。

まず吸入空気量Ｑと回転数Ｎ及びＲＯＭ２０１こ記憶さ
れている定数Ｋとから基本パルス中Ｔｐ＝ＫＸ馬を算出
する。次に冷却水温に応じてあらかじめＲＯＭ２川こ記
憶している補正値のテーブルデータから冷却水温信号Ｔ
ｗ‘こ相当する補正値ＫＴｗを算出し、基本パルス中Ｔ
ｐから下記【１）式に基づいてＴｉを演算する。Ｔｉ＝
Ｔｐ（１十ＫＴｗ）………【１ー なお第２図に冷却水温とＫＴｗとの特性を示す。

一方、スロットル全閉状態を検出するアイドルＳＷ８は
、減速時及びアィドリング時のようにアクセルを戻した
状態でＯＮとなり、アクセルを踏みこんだ状態でＯＦＦ
となるスイッチであり、ＣＰＵＩ９は常にこれの状態を
読みこんでいる。またＣＰＵＩ９は回転数信号Ｎと車遠
信号Ｖｓｐとから両者の比を算出し、手動変速機に変速
位置を常に判断している。またＣＰＵＩ９では常に触媒
温度信号Ｔｃを読みこんでおり、Ｔｃが第１設定レベル
（例えば８７０℃相当）を越えた時触媒温度警報用信号
Ｓ＾を出力し、第１設定レベルより低い第２設定レベル
（例えば８５０つ０相当）より下がった時触媒温度警報
用信号Ｓ＾を解除している。

コントロールユニット１６のＲＯＭ２川こは手敷変速機
仕様車（Ｍ／Ｔ）用の制御プログラムとデータ及び自動
変速機仕様車（Ａ／Ｔ）用の制御プログラムとデータが
共にはいっておりコントロールユニット１６内のＡ／Ｔ
・Ｍ／Ｔの切換端子２３の電圧レベルをあらかじめ切換
えることにより、プログラムとデータを切り換えている
。

またＲＯＭ２川こは減速時に燃料遮断を行なうための回
転数の判定レベルのデータとして設定回転数ＮＣ，，Ｎ
Ｃ２（共に燃料遮断を行なわせる回転数であり、条件に
応じていずれかを選択する）及びＮＲ（燃料遮断を停止
させる回転数）が第３図に示すごとく、冷却水温に対し
てテーブルデータは冷却水温の数点（例えば１６点）に
対して設定しており、その点間は補間計算により算出す
る。なおＮＣ，，ＮＣ２ＮＲ等はＡ／Ｔ，Ｍ／Ｔについ
てそれぞれ別のテーブルデータとしてもよい。またコン
トロールユニット１６は、内部でＣＰＵＩ９を作動させ
るためのクロック信号（クロック発生器２２の出力）を
分周して一定周期のパルスを発生させ、このパルスを燃
量噴射量を計算するプログラムを起動するために使う他
に、ＣＰＵＩ９でこのパルスを計算し、ＲＡＭ２１の中
に記憶しておくことによって時間の計測をも行なつてい
る。

通常は、前記の演算によって算出されたＴｉに応じて燃
料噴射が行なわれているが、第６図に示す条件を満足す
るような減速時には燃料遮断を行なう。

なお第６図において、アイドルＳＷがＯＦＦはスロット
ル弁が開状態にあることを示す。

また触媒温度警報がＯＦＦは触媒温度が正常範囲にある
場合、ＯＮは異常に高温の場合を示す。またＮＣ，及び
ＮＣ２は燃料遮断を行なわせる回転数の設定値であり、
ＮＣ，＞ＮＣ２である。また通常走行時（腰機完了後）
においては、水温は７０〜８０℃程度であり、第６図の
水温６５ｑｏ以上の範囲となる。すなわち、この場合に
は第６図の条件１，２，５，６，９及びｉｏのいずれか
に入る。次に、一旦、燃料遮断を行なった後は、次の三
つの条件のうち少なくとも一つが満足された場合に燃料
遮断を解除（燃料供Ｖ給再開）する。

１ アイドルＳＷがＯＮからＯＦＦになった時。

２ 車速が８舵／ｈ以下になった時。

３ エンジン回転数が所定値以下になった時。

上記の３における所定値は、変速機の種類及び変速位置
に応じて異なった値をとる。例えば、自動変速機の場合
は１２０仇ｐｍ（ＮＲ，）、手動変速機で低速位置（１
，２，３遠）の場合は２００比ｐｍ（ＮＲ２）、手動変
速位置（４，５速）の場合は１００のｐｍ（ＮＲ３）と
する。なお、低速回転のときほど燃料供給再開時のショ
ックが大きいので、低速位置のときはなるべく高回転で
燃料供給を再開してショックを小さくする必要があるた
め、ＮＲ２は高い値になっている。また燃料供聯合再開
時には、再開時のショックを減少させるため、計算され
たパルス中Ｔｉに対応した燃料を直ちに噴射するのでは
なく、少ない量から徐々に増加させてやる。

例えば第４図に示すごとく、燃料供給再開時点からのエ
ンジンの延べ回転数（積算値）に応じて予め設定されて
いる補正値ＫＦｃをＴｉに秦算し、所定回転後にＫＦｃ
＝１．０（１００％）にしてやるように構成している。
一方、側路２７を通る空気すなわちスロツトルをバイパ
スする空気の制御は、エンジン毎回転につき、１回ずつ
の演算が行なわれる。制御内容はアィドリング時と加速
・定常走行時と減速時とでそれぞれ異なり、これらの判
別はアイドルＳＷ、ニュートラルＳＷ、車速センサの信
号によって行なう。即ちアイドルＳＷＯＮであり、且つ
車速が一定値以下（実施例では８物／ｈ以下）、又はア
イドルＳＷＯＮであり且つニュートラル時はアイドリン
グとして判定し、冷却水温に対してあらかじめＲＯＭ２
０に記憶されている目標回転数に一致させるようにフィ
ードバック制御を行なう。

アイドルＳＷＯＦＦ時は加速・定常走行として判定し固
定値又は、それ以前のフィードバック制御により定また
てし、た値に現エンジン回転に対応してあらかじめ第５
図に示すようにＲＯＭ２０に記憶している補正分ＩＴＲ
を加算して出力する。

なおＩＴＲは車遠に対応しておいてもよい。アイドルＳ
ＷがＯＮであってアイドリングでない場合（前記のアィ
ドリングの条件を満足していない場合）は、減速時と判
定し、減速にはいる前の加速・定常走行時の出力に対し
、補正分ＩＴＲを例えばエンジン回転につき一定値ずつ
０になるまで減少させた値を出力する。

この他一定時間につき一定値ずつ減少させてもよい。こ
のように減速にバイパス空気を流すことにより、吸気管
員圧が高くなって未燃ガスが多量に発生することがない
ようにしている。次に動作についた説明する。

まず手動変速機仕様の場合について説明する。

例えば腰機終了後（冷却水温７０〜８０００）で走行中
アクセルを戻して減速にはいった場合を考える。この時
車速が３０〜７０物／ｈで変速位置は４遠（高速位置）
にあったとすると、第６図の条件５に該当し、エンジン
回転数がＮＣ２以上であれば燃料遮断を行なう。ところ
が同じ条件でも、１途、２速、３速（低速位置）であっ
たときは燃料遮断を行なわない。この場合にはエンジン
負荷は大きくなく燃料噴射量も比較的少なく触媒温度も
高くはないので燃料遮断を行なわなくても済む。この時
は条件１０に相当するので条件５の場合より高い設定回
転数ＮＣ，を越えていなければ燃料遮断を行なわない。
エンジンが車両に与えるトルクは変速位贋が低速位置で
ある程大きく、従って燃料遮断・復帰のショックの小さ
い高速位置（４，５遠）の場合は燃料遮断を行ない、シ
ョックの大きい低速位置（１，２，３遠）では燃料遮断
を行なわないことにより、運転性を大きく改善すること
が出来る。燃料遮断を行なわない場合でも吸入空気量制
御弁２６が作動しており、減速直後にもある一定レベル
の空気量が確保されているので、吸気管負圧が非常に高
くなって未燐のＨＣ．やＣＯのガスが多量に生じるとう
ことはない。しかもこのバイパス空気量は、減速時にエ
ンジン一定回転毎に所定の比率で低下させる（一定時間
毎に所定の比率で低下させてもよい）ので、エンジンブ
レーキが効かないということも起らない。なお加速’定
常走行時にもバイパス空気は流れているので減速にはい
った瞬時にも応答遅れはない。次に冷却水温が低い場合
（６５ｑｏ未満）に同じ減速をした時には１，２，３遠
の場合でも条件３にあてはまるため低い判定回転数ＮＣ
２以上の回転数で燃料遮断を行なう。

これは低温時にはＴｉのパルスに水温による増量補正が
かかっているためで、燃料遮断を行なわないと濃い混合
気が減速時に排気管を流れ排気ガス中の未燃ＨＣ，ＣＯ
ガスが増加するのでこれを防ぐためである。次に、車速
７０物／ｈ以上の高速からの減速では、触媒がかなり熱
くなっており、大量の酸素が触媒を流れると触媒劣化を
早めるので燃料遮断に入るまでの時間を遅らせている。

すなわち条件９に示すごとく、車途７０鰍／ｈ以上でア
イドルＳＷがＯＦＦからＯＮ‘こなった場合は、ＯＮの
状態が３０秒経過した時点で車速が３０細／ｈ以上であ
り、かつＮ＞ＮＣ２の場合にのみ燃料遮断を行なう。た
だし、触媒温度情報をＯＮもこしなければならない程触
媒温度が高い場合には、触媒をするおそれがあるのです
ぐに燃料遮断を行なう（条件２，４，６，８）。以上説
明したごとく本発明によれば、変速機の変速位置に応じ
て燃料遮断を行なう判定条件（特に回転数）を変化させ
ることにより、ショックの大きい低速位置走行時には出
来るだけ燃料遮断を行なわないようにしているので、乗
員に対する不快なショックを減少させることが出来る。

また減速時には、バイパス空気を流してやることにより
吸気管員圧が一定レベルより大きくならないようにして
やることで、吸気管負圧が異常に大きくなることによる
排気ガス中のＨＣ，ＣＯの多量発生を、回避することが
できるので排気浄化性能が低下することもなく、且つ適
当な傾斜でバイパス空気を少なくしてゆくことにより、
エンジンブレーキの効果をそこなうことがないようにし
ている。

また、バイパス空気量を減速にはいる前から流しておく
ことにより、従来の減速時排気減少デバイス（Ｂ，Ｃ，
ＤＤ，ＡＢバルブ等）のように減速にはいった瞬間の応
答遅れがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体の構成を示す一実施例のブロック
図、第２図は冷却水温と補正値ＫＴｗとの特性図、第３
図は設定回転数と冷却水温との特性図、第４図は補正値
ＫＦｃと延べ回転数との特性図、第５図は補正分ＩＴＲ
と回転数との特性図、第６図は燃料遮断条件を示す図で
ある。 符号の説明 １・・・エンジン本体、２・・・クランク
回転セソサ、３・・・冷却水温センサ、４・・・ェアフ
ローメータ、５・・・吸気管、６・・・吸入空気量セン
サ、７・・・スロットルバルブ、８・・・アイドルＳＷ
、９・・・スピードメータ、１０・・・車遠センサ、１
１・・・触媒温度センサ、１２・・・排気管、１３・・
・触媒コンバータ、１４…ニュートラルスイッチ、１５
・・・変速機、１６・・・コントロールユニット、１７
・・・入出力制御装置、１８・・・Ａ／Ｄ変換器、１９
・・・ＣＰＵ、２０・・・ＲＯＭ、２１・・・ＲＡＭ、
２２・・・クロック発生器、２３・・・切換端子、２４
・・・ィンジェクタ、２５・・・負圧制御弁、２６・・
・吸入空気量制御弁、２７・・・側路。 才ｌ図 才２図 才３図 才４図 才５図 才６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の各種運転状態に応じた条件判定を行ない
   、所定の条件を満足する減速時に燃料遮断を行なう機能
   を備えた燃料制御装置において、変速機の変速位置を検
   出する第１の手段と、変速位置に応じて燃料遮断の判定
   条件を切り換える第２の手段とを備え、変速位置に応じ
   て異なつた条件で燃料遮断を行なうことを特徴とする内
   燃機関の燃料制御装置。 ２ 上記判定条件として機関回転数を用い、変速位置に
   応じて燃料遮断を行なわせる設定回転数を変えることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の燃料
   制御装置。 ３ 変速機の変速位置を、車速と機関回転数との比によ
   つて判定することを特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の内燃機関の燃料制御装置。 ４ 内燃機関の各種運転状態に応じた条件判定を行ない
   、所定の条件を満足する減速時に燃料遮断を行なう機能
   を備えた燃料制御装置において、変速機の変速位置を検
   出する第１の手段と、変速位置に応じて燃料遮断の判定
   条件を切り換える第２の手段と、スロツトル弁の側路を
   通る吸入空気量を制御する第３の手段とを備え、変速位
   置に応じて異なつた条件で燃料遮断を行ない、かつ減速
   時にスロツトル弁の側路を介して所定量の吸入空気を与
   えることを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。 ５ 上記第３の手段は、上記の吸入空気量を減速開始時
   の値から徐々に減少させるように制御するものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の内燃機関の
   燃料制御装置。 ６ 上記第３の手段は、加速・定常走行時に機関運転状
   態に応じた量の空気を側路を介して供給し、減速時には
   その量から徐々に減少させるように制御するものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の内燃機関
   の燃料制御装置。 ７ 上記第３の手段は、減速時に機関が所定回転する毎
   に所定量ずつ上記空気量を減少させるように制御するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項乃至第６項のいず
   れかに記載の内燃機関の燃料制御装置。 ８ 上記第３の手段は、減速時に一定時間経過する毎に
   所定量ずつ上記空気量を減少させるように制御するもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第４項乃至第６
   項のいずれかに記載の内燃機関の燃料制御装置。